[发明专利]一种多模式光学传感纳米晶复合玻璃光纤及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种多模式光学传感纳米晶复合玻璃光纤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备多种光学传感功能不同的纳米晶；

(2)制备纤芯基质玻璃，所述纤芯基质玻璃为碲酸盐玻璃；

(3)将步骤(1)中制备得到的多种光学传感功能纳米晶和步骤(2)中得到的纤芯基质玻璃粉充分混合后置于球磨机中充分研磨，得到了尺寸均匀分布的光纤纤芯复合颗粒；

(4)制备包层玻璃，通过冷加工制成中空的包层玻璃管；

(5)将步骤(3)制备得到复合颗粒填充到步骤(4)制备得到的包层玻璃管中，得到光纤预制棒；

(6)将步骤(5)中得到的光纤预制棒置于拉丝塔中，拉制光纤。

2.根据权利要求1所述的多模式光学传感纳米晶复合玻璃光纤的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述多种光学传感功能不同的纳米晶包括光学温度传感纳米晶、光学压力传感纳米晶、光学磁场传感纳米晶和光电传感纳米晶；所述光学传感功能纳米晶的尺寸为50-200nm；

所述纳米晶熔融温度高于光纤拉丝温度50℃以上。

3.根据权利要求1所述的多模式光学传感纳米晶复合玻璃光纤的制备方法，其特征在于，所述纤芯基质玻璃的摩尔百分比组成如下：

TeO₂:40％-80％，ZnO:5％-25％，Na₂O:余量。

4.根据权利要求1所述的多模式光学传感纳米晶复合玻璃光纤的制备方法，其特征在于，所述纳米晶与纤芯基质玻璃的质量比为(3％～30％):(70％-97％)。

5.根据权利要求1所述的多模式光学传感纳米晶复合玻璃光纤的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述研磨的时间为12-24h。

6.根据权利要求1所述的多模式光学传感纳米晶复合玻璃光纤的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述包层玻璃管的摩尔百分比组成如下：GeO₂:35％-75％，Zn0:3％-10％，Na₂O:1％-10％，TeO₂:余量。

7.根据权利要求1所述的多模式光学传感纳米晶复合玻璃光纤的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述制备包层玻璃，具体为采用熔融-淬冷法制备包层玻璃：在1100℃-1400℃进行熔融，熔融时间为45min-180min；退火温度为400-600℃，退火时间为5-10h。

8.根据权利要求1所述的多模式光学传感纳米晶复合玻璃光纤的制备方法，其特征在于，步骤(6)所述拉制光纤，具体为：拉丝温度为700-950℃，保温时间为5-30min后进行光纤拉制；所述拉丝转速为40-85rpm，预制棒下放速度为1-2mm/min，拉丝时间为10-40min。

9.权利要求1～8任一项所述的多模式光学传感纳米晶复合玻璃光纤的制备方法制备得到的多模式光学传感纳米晶复合玻璃光纤。

10.权利要求9所述的多模式光学传感纳米晶复合玻璃光纤用于制备多功能光纤传感器件。