[发明专利]一种纤芯单晶化后处理方法以及纤芯单晶化装置

权利要求书

1.一种纤芯单晶化后处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

将光纤前驱体置于纤芯单晶化装置中进行纤芯单晶化处理，得到单晶芯复合材料光纤；所述光纤前驱体包括光纤包层和位于所述光纤包层内部的纤芯；所述纤芯为无定型态或多晶态；所述光纤前驱体的长度为20～100cm；

所述纤芯单晶化装置的腔体内沿竖直方向分化出三个连续的温度梯度区域，由下向上依次包括低温冷却区、中温结晶区和高温熔融区；

所述高温熔融区的温度高于所述纤芯的熔点且在所述光纤包层玻璃软化点以下；所述低温冷却区的温度低于所述纤芯的熔点；所述中温结晶区设置于所述高温熔融区和低温冷却区之间，所述中温结晶区的温度低于高温熔融区的温度且高于低温冷却区的温度，在所述中温结晶区纤芯由熔体结晶成固态单晶；

所述纤芯单晶化装置工作时，所述光纤前驱体处于中温结晶区范围内的纤芯处于固态，所述光纤前驱体处于高温熔融区范围内的纤芯熔化为液态，光纤包层保持固态，固态纤芯和液态纤芯之间形成纤芯固-液界面；

将所述光纤前驱体向下移动，使光纤前驱体中的纤芯固-液界面向上移动，纤芯自下而上凝固析晶；

所述光纤前驱体采用熔融芯法拉制而成；所述光纤前驱体的光纤包层为氧化物玻璃，纤芯为碲芯或锗芯；当所述纤芯为碲芯时，所述光纤前驱体向下移动的速度为1mm/h；当所述纤芯为锗芯时，所述光纤前驱体向下移动的速度为10mm/h；

所述纤芯单晶化后处理在密闭环境中进行，所述纤芯单晶化后处理在保护性气氛条件下进行。

2.权利要求1所述后处理方法采用的纤芯单晶化装置，其特征在于，包括由腔壁(7)围成的腔体以及设置于所述腔体内部的加热系统和光纤下降系统；所述加热系统的中心与所述光纤下降系统的中心处于同一竖直面上，保证光纤前驱体沿着加热系统的中心向下移动；所述加热系统将腔体沿竖直方向分为低温冷却区、中温结晶区和高温熔融区。

3.根据权利要求2所述的纤芯单晶化装置，其特征在于，所述加热系统包括保温壁(4)以及由所述保温壁(4)围成的加热腔，所述保温壁(4)的顶部设置有光纤进口；所述保温壁(4)的底部设置有光纤出口；所述光纤进口和光纤出口与所述加热腔的中心处于同一垂直面上；

所述加热腔内，沿所述加热腔的垂直中线两侧分布有环形对称电加热体(1)。

4.根据权利要求3所述的纤芯单晶化装置，其特征在于，所述加热系统还包括填充介质(2)，所述填充介质(2)用于固定所述环形对称电加热体(1)。

5.根据权利要求3所述的纤芯单晶化装置，其特征在于，所述加热系统还包括控温热电偶(3)，所述控温热电偶(3)的工作端设置于所述环形对称电加热体(1)和所述加热腔的垂直中线之间。

6.根据权利要求2所述的纤芯单晶化装置，其特征在于，所述光纤下降系统包括光纤夹具(5)，以及与所述光纤夹具(5)顶端相连的下降传动装置(6)。

7.根据权利要求2所述的纤芯单晶化装置，其特征在于，所述腔体的底部设置有保护气体进口；所述腔体的顶部设置有抽真空口。