[发明专利]一种双包层掺镱保偏光纤的制备方法

说明书

本发明公开了双包层掺镱保偏光纤的制备方法，包括如下步骤：采用稀土螯合物蒸发系统和MCVD制备掺镱芯棒，自内而外，掺镱芯棒包括芯层、隔离层和包层；采用等离子体化学气相沉积工艺制备掺硼应力棒；将掺镱芯棒用石英套管在预设温度下熔融成实心棒，并将其拉细得到掺镱母棒，包层和石英套管熔融后形成掺镱母棒的石英包层；采用钻枪工艺在芯层的两侧，纵向加工一对对称的圆孔，两圆孔中心线与掺镱母棒中心线平行且位于同一平面上；将两根掺硼应力棒分别嵌入两圆孔中，组合成掺镱保偏光纤预制棒，两根掺硼应力棒的中心线与掺镱母棒中心线位于同一平面，且距离相等；拉丝，得到双包层掺镱保偏光纤。本发明制备的光纤，轴向均匀性好，利于大规模生产。

技术领域

本发明涉及光纤制备技术领域，具体涉及一种双包层掺镱保偏光纤的制备方法。

背景技术

掺镱光纤是一种有源光纤。有源光纤是指在常规光纤的纤芯中掺入微量稀土元素(如镱、铒等)，促成被动的传输光纤转变为具有放大能力的主动光纤。有源光纤可用于制造光纤放大器和光纤激光器。作为激光器的增益介质，有源光纤可以将泵浦光转化为激光，而从实现激光器的激光输出。

而保偏光纤则是一种无源光纤，保偏光纤主要利用应力区部分与掺杂纤芯和包层的热膨胀系数之间的差异来产生双折射特性。

受到非线性效应和热光效应的限制，光功率的不断提高会导致光束质量下降，单根光纤输出激光功率无法进一步提高，光束质量已成为高功率光纤激光器发展必须解决的关键技术问题。

可以通过对若干个光纤激光器的输出进行相干合束可以保证光束质量的同时，输出激光功率得到大幅提升。因此具有偏振特性的双包层掺镱光纤成为实现激光相干合束的关键。

目前，国内掺镱保偏光纤的制备普遍采用MCVD液相法制备掺镱芯棒，这种方法是通过将含有稀土离子的粉末配成一定浓度的溶液，通过吸附作用吸附于反应管内部网状疏松体中进行掺杂，这种掺杂方式受到容易受到外界因素的干扰，会导致光棒的镱离子浓度纵向分布的不一致，进而导致光纤性能一致性得不到保证。另一方面，国内应力棒的制备主要是采用MCVD(改进的化学气相沉积法)工艺制备，这种方式制备的应力棒尺寸比较小，芯区直径基本在10mm以内，不利于光纤的规模化生产。此外，国内的石英钻孔方式主要是采用超声波钻孔，这种钻孔方式原理是通过震头在磨粉(一般为金钢砂)和水的配合下反复震动，使加工部件磨穿，它的缺点是加工深度浅及加工精度不高，适合于200mm以下的部件加工。

上述弊端均不利于双包层掺镱保偏光纤的规模化生产。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种双包层掺镱保偏光纤的制备方法，制备得到的光纤，轴向均匀性好，利于大规模生产。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种双包层掺镱保偏光纤的制备方法，包括如下步骤：

采用稀土螯合物蒸发系统，并结合改进的化学气相沉积工艺制备掺镱芯棒，自内而外，所述掺镱芯棒包括芯层、隔离层和包层；

采用等离子体化学气相沉积工艺制备掺硼应力棒；

将所述掺镱芯棒用石英套管在预设温度下熔融成实心棒，并将其拉细得到掺镱母棒，且所述包层和石英套管熔融后形成掺镱母棒的石英包层；

采用钻枪工艺在所述芯层的两侧，纵向加工一对对称的圆孔，两圆孔中心线与掺镱母棒中心线平行且位于同一平面上；

将两根所述掺硼应力棒分别嵌入两圆孔中，组合成掺镱保偏光纤预制棒，两根掺硼应力棒的中心线与掺镱母棒中心线位于同一平面，且距离相等；

拉丝，得到双包层掺镱保偏光纤。

进一步地，所述掺镱保偏光纤预制棒中，掺硼应力棒靠近芯层的内边缘与芯层中心之间的距离为L，芯层的半径为R，则L/R的值为2.0～3.0。