[发明专利]一种稀土离子掺杂的氟碲酸盐光学温度传感光纤及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土离子掺杂的氟碲酸盐光学温度传感光纤，其特征在于，光纤的包层玻璃为氟碲酸盐玻璃；所述光纤的纤芯玻璃为稀土离子掺杂的氟碲酸盐玻璃，掺杂离子为具有热耦合能级的、可用于上转换的稀土离子，掺杂离子为Er³⁺、Tm³⁺、Ho³⁺、Nd³⁺中的一种以上；其中，所述包层玻璃的组分摩尔比如下：

TeO₂： 70～90%

ZnF₂： 5～15%

KF： 5～15%；

所述纤芯玻璃的基质的组分摩尔比如下：

TeO₂： 70～90%

ZnF₂： 5～15%

KF： 5～15%；

所述纤芯玻璃的掺杂离子的掺杂浓度为基质组分总量的0.1～3mol%。

2.根据权利要求1所述的稀土离子掺杂的氟碲酸盐光学温度传感光纤，其特征在于，所述纤芯玻璃的掺杂离子包括Yb³⁺。

3.权利要求1或2所述的稀土离子掺杂的氟碲酸盐光学温度传感光纤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将包层玻璃的原料通过熔融、退火后，加工得到圆柱形氟碲酸盐玻璃棒；沿圆柱形氟碲酸盐玻璃棒的中轴线钻取圆孔后，再将氟碲酸盐玻璃棒的外表面和其中圆孔的内表面抛光，得到包层玻璃；

其中，得到圆柱形氟碲酸盐玻璃棒，具体包括以下步骤：

（a）称量300～500g混合料在玛瑙研钵中混合均匀后，倒入刚玉坩埚，盖上坩埚盖，在900～950℃的高温炉中熔融30～40min；

（b）将成型模具在退火炉中预热至250～300℃，待（a）中玻璃液到时间后，转移出炉，转移到成型模具中，然后迅速转移到退火炉中；

（c）设置退火制度，在300～320℃下保温10~12h，然后按照4～6℃/h的降温速率进行充分退火；

（2）将纤芯玻璃的原料通过熔融、退火后，加工得到圆柱形氟碲酸盐玻璃棒，外表面经抛光后将该玻璃棒置于拉丝塔上，拉出所需直径的玻璃棒，得到纤芯玻璃棒；

（3）将纤芯玻璃棒和包层玻璃管进行超声清洗、醇洗，除去杂质，然后将纤芯玻璃棒插入到包层玻璃管中，形成光纤预制棒；

（4）将光纤预制棒置于拉丝塔上进行拉丝，在包层玻璃和纤芯玻璃能同时软化的温度下，通过控制拉丝速率获得所需外径的光纤，得到稀土离子掺杂的氟碲酸盐光学温度传感光纤。

4.权利要求3所述的稀土离子掺杂的氟碲酸盐光学温度传感光纤的制备方法，其特征在于，步骤（2）具体包括以下步骤：

（a）制备与纤芯玻璃组分相同的大块氟碲酸盐玻璃，并经机械加工为圆柱玻璃棒后对其表面进行抛光；

（b）将步骤（a）制备的圆柱玻璃棒置于拉丝塔上，在软化温度内拉成细玻璃棒，制成纤芯玻璃棒。