[发明专利]熊猫型保偏光纤预制棒的模块合成制备法

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信领域，特别涉及一种新型的熊猫型保偏光纤预制棒的模块合成制备法。

背景技术

熊猫型保偏光纤当前主要应用于制备光纤陀螺、光纤水听器等高新技术光纤传感器。在诸多保偏光纤中它占有60％以上应用份额。

熊猫型保偏光纤主要生产方法是超声打孔嵌入应力棒法。此法有以下缺点：(1)定位偏差大，难以使两个应力区以纤芯为对称的准确定位。尤其打孔的直径越小，孔越深，其熊猫母棒两端的偏差越难控制。(2)内孔的研磨、抛光难度大，孔径及圆正度难以精确控制。(3)应力棒的磨、抛及与孔的精确匹配。虽经多年探索，有一定成功经验，但工艺的重复性差。(4)生产效率低下。

发明内容

本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种熊猫型保偏光纤预制棒的模块合成制备法，采用线切割等加工方式将芯棒、应力棒及填充棒等切成所需要的各种组件模块，经研磨、抛光后放入石英套管中，最后在负压状态下拉制成熊猫型保偏光纤。制备工艺简易、快捷，制成的熊猫型保偏光纤的光学、保偏及力学性能均可达到国际标准。

本发明的实现由以下技术方案完成：

一种熊猫型保偏光纤预制棒的模块合成制备法，熊猫型保偏光纤预制棒的制备步骤如下：

1)选择圆形套管、芯棒，所述芯棒由里而外依次由棒芯层、芯棒内包层以及芯棒外包层构成，将芯棒切割成截面呈长方形的单模模块，制备两个应力模块和两个弧形石英填充模块，所选择的圆形套管保证内径均匀，取正偏差；所制备的填充模块直径均匀，取负偏差；

2)对所述各模块进行研磨、抛光，并清洗；

3)在所述圆形套管的中心排列所述单模模块，在所述单模模块的四周对称排列所述的两个应力模块和两个弧形石英填充模块，各模块间紧密结合，组合成型。

在步骤3)模块合成过程中，确保两个应力模块到芯棒中心的距离相等；所述应力模块和圆形套管之间的缝隙由细棒填充。

在步骤1)中，所述两个应力模块由同一根应力棒加工制备而成。

在将所述各模块组合成型后，烧缩圆形套管，以使管棒匹配紧密。

所述将芯棒切割成截面呈长方形的单模模块时，要确保经过研磨抛光后的单模模块，其芯棒内包层位于所述单模模块中。

本发明的优点是，本发明所用设备投资仅为超声打孔方法的50％，应用先进的线切割、自动磨片、抛光机，加工精度高、速度快、可批量生产、效率高；本发明的制备方法，对于大预制棒[Φ50×(250～300)mm]，或超声打孔方法难以完成的小型预制棒[Φ20×(100～200)mm]都可以精确加工，保证结构尺寸精确定位。本发明所用的外套管，均直接选购，不需要异型再加工，芯棒、应力棒及填充石英棒的加工即为线切割、平面磨及抛光，工艺相对成熟、简易、快捷。

附图概述

图1：熊猫型保偏光纤预制棒截面模块划分示意图；

图2：熊猫型保偏光纤预制棒结构剖面图；

图3：熊猫型保偏光纤预制棒各组件中芯棒的加工过程示意图(a)；应力棒的加工过程示意图(b)；弧形填充棒的加工过程示意图(c)；

图4：熊猫型保偏光纤预制棒组件圆形套管的选用示意图(a)及弧形块截面加工示意图(b)；

图5：熊猫型保偏光纤预制棒组合示意图。

具体实施方式

以下结合附图通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

图1-5中标号1-12所标示的是圆形套管模块1、弧形石英填充模块2、应力模块3、单模模块4、芯棒5、棒芯层6、芯棒内包层7、芯棒外包层8、圆形套管9、填充棒10、应力棒11、应力棒外包层12。

本实施例依据当今已成熟的高精度切割、研磨、抛光技术和设备为基础，以按设计选定的优级石英管材，棒材为辅件，与用MCVD工艺制备的芯棒、应力棒为主件，经设计加工组合而制成熊猫保偏光纤预制棒。

本实施例中，预制棒外径为50mm、应力棒直径13mm。