[发明专利]一种耐辐照保偏光纤及其制备方法和应用

说明书

本申请涉及一种耐辐照保偏光纤及其制备方法，涉及光纤制备领域。该耐辐照保偏光纤包括纯石英纤芯、一对应力部以及包层，应力部由掺硼石英玻璃形成，设置于纯石英纤芯的两侧，包层包围纯石英纤芯以及应力部，包层由第一包层和第二包层组成，第二包层设置于第一包层的外周，其中，第一包层由掺氟石英玻璃形成，第二包层由纯石英玻璃形成。通过本申请制备的耐辐照保偏光纤具有优异的耐辐照性能，保偏光纤的工作波长为1310nm和1550nm双窗口，在200krad辐照总剂量下，其感生损耗在2dB/km以下。本申请的耐辐照保偏光纤能够在恶劣的辐射条件下，实现保偏光纤的低损耗信息传输，并且保持较好的全温串音。

技术领域

本申请涉及光纤制备技术领域，特别涉及一种耐辐照保偏光纤及其制备方法和应用。

背景技术

偏振保持光纤(Polarization Maintaining Optical Fiber)简称保偏光纤(PMF)，由于将双折射引入到光纤中，使线偏振光能保持其偏振态在光纤中进行传输，因此广泛应用于偏振相关应用领域。

目前，偏振领域应用最广泛的保偏光纤是熊猫型保偏光纤，这种光纤的特点在于在光纤的包层中对称引入具有高热膨胀系数的圆形应力区挤压芯子从而产生应力双折射。

这种常规的熊猫型保偏光纤包括纤芯、应力区和纯石英包层，其中，纤芯位于第二包层中心，两个圆形应力区对称分布于纤芯两侧。纤芯采用锗氟共掺工艺产生折射率差从而实现全内反射，保证光信号的正常传输。

近年来，由于保偏光纤应用领域向宇宙、空间方向发展，光纤性能会受到宇宙环境下辐射影响，因此，要求提升保偏光纤的耐辐照特性，使其在恶劣的外太空环境中依然保持优良的光学和偏振性能。

传统保偏光纤纤芯掺入锗元素，由于其光敏特性，光纤的辐照损伤明显比纯石英光纤的辐照损伤要高。因此在环境苛刻的太空条件下，传统的保偏光纤无法长时间使用，其性能受到辐照影响产生不可逆劣化。考虑到保偏光子晶体光纤在耐辐照性上具有较好的优势，相关技术中，比较热门的是采用保偏光子晶体光纤替代掺锗光纤，但是保偏光子晶体光纤的制造工艺较为复杂，采用毛细管堆积法对人的要求较高，且多孔结构在拉丝成品率控制上存在困难，产出有限，短时间内难以形成规模化生产。

发明内容

本申请实施例提供一种耐辐照保偏光纤及其制备方法和应用，以解决现有技术中掺锗光纤不耐辐照的问题。

第一方面，提供了一种耐辐照保偏光纤，包括纯石英纤芯、一对应力部、以及包层，其中：

应力部由掺硼石英玻璃形成，设置于所述纯石英纤芯的两侧，且关于纯石英纤芯对称；应力部的相对折射率差△1为-0.60％～-0.80％；

包层包围纯石英纤芯以及应力部，包层由第一包层和第二包层组成，第二包层设置于所述第一包层的外周，其中，第一包层由掺氟石英玻璃形成，其相对折射率差△2为-0.30％～-0.80％；第二包层由纯石英玻璃形成。

一些实施例中，纯石英纤芯直径为D1为4.5～9.0μm，第一包层的直径D2为35～70μm，第二包层的直径D4为80～125μm。。

一些实施例中，第二包层的直径D4为80μm。

一些实施例中，应力部的掺杂成分是B₂O₃。

一些实施例中，耐辐照保偏光纤的工作波长为1310nm和1550nm。

一些实施例中，耐辐照保偏光纤的辐照总剂量为50～200krad，剂量率为1000rad/h～5000rad/h。

第二方面，提供了一种耐辐照保偏光纤的制备方法，包括以下步骤：