[发明专利]一种紫外光纤及其制备方法

说明书

本发明涉及一种紫外光纤及其制备方法，先制作玻璃光纤预制棒，将玻璃光纤预制棒装夹到拉丝炉，在高温下将玻璃光纤预制棒拉制成光纤，其特征在于将拉制的光纤进行载氢预处理，最后将载氢预处理的光纤进行紫外辐照固化。本发明通过光纤载氢处理，使氢气分子渐渐渗入光纤，紫外辐照固化将紫外射线耦合进载氢光纤的纤芯，引起纤芯折射率的改变，对光纤的色心缺陷起到很好的弥补作用，大大的提升了光纤在紫外波段的透过率，光纤在紫外波段的吸收系数大大降低，有效提高光纤在紫外波段的传输效率，使其在紫外激光的传输及加工领域有重要应用价值。本发明提供的制备方法简单实用，易于实现。

技术领域

本发明涉及一种紫外光纤及其制备方法，属于特种光纤制备领域。

背景技术

紫外激光具有波长短，单光子能量高，热效应低等特点，在激光精细加工领域具有传统波长激光光源无法比拟的优势，特别适合用于食品、医药包装材料打标、打微孔、玻璃材料的高速划分及对硅片晶圆进行复杂的图形切割等应用领域。紫外激光精细加工已成为现在精密加工领域的重要加工方式。

通过光纤传导激光可以实现激光的柔性传输与加工，目前在近红外波段已有各种商用化的传导光纤用于激光的柔性传导与制造，在紫光激光领域，借助紫外光纤，可以进行紫外线淬火树脂固化，机械微加工和制造，医学治疗，光栅制造，紫外光探测，环境保护等领域，但是由于普通的掺锗石英光纤对紫外波长激光具有极高的损耗，无法实现紫外激光通过光纤的柔性传输与加工。这主要是由于紫外激光在石英光纤传输过程产生了色心缺陷，这种缺陷阻止了紫外激光的传输。比如E’心缺陷(Si·或者Ge·，吸收峰分别在215nm/630nm，以及245nm/325nm)，BOH缺陷(非桥氧空心，Si-O·O-Si，吸收峰位于265nm/630nm)。在紫外波段传输性光纤能会快速老化(暗化)，造成紫外波段损耗的急剧增加，这就是所谓的光纤紫外抑制效应。中国专利文献CN1187629C报道了一种对光纤预制棒进行紫外照射，再通过拉丝炉高温对预制棒进行热处理的方法来提高光纤在紫外波段的传输效率。中国专利文献CN10141402B通过对光纤折射率剖面的特殊设计来提高紫外波段传输效率，增加了波导设计的复杂性，且传输效率主要提升的波段在600nm以下，距紫外窗口还有一定距离。

发明内容

本发明所要解决的问题在于针对上述现有技术存在的不足提供了一种紫外光纤及其制备方法，该方法工艺简便，能有效提高光纤在紫外波段的传输效率。

本发明为解决上述提出的问题所采取的技术方案为：

先制作玻璃光纤预制棒，将玻璃光纤预制棒装夹到拉丝炉，在高温下将玻璃光纤预制棒拉制成光纤，其特征在于将拉制的光纤进行载氢预处理，最后将载氢预处理的光纤进行紫外辐照固化。

按上述方案，所述的载氢预处理是将拉制的光纤绕制在光纤盘上，放入浓度为95％以上、压力为5～15MPa的氢气罐中，经过一段时间，使氢气分子渐渐渗入光纤，进入光纤包层及纤芯。

按上述方案，所述的载氢预处理的时间为至少为2天。

按上述方案，所述的紫外辐照固化为通过耦合方式将紫外光源耦合入载氢光纤的纤芯，或通过紫外光源对经过载氢预处理的光纤直接进行射线辐照，紫外光源波长为100～390nm。

按上述方案，所述的耦合方式包括：载氢光纤盘绕：将载氢后的光纤盘绕于盘绕装置上，光纤两端从盘绕装置引出；载氢光纤端面处理：将载氢光纤两端端面切割、研磨，确保光纤端面平整光滑；紫外光源耦合：将载氢光纤一端放入夹持装置，另一端对准监控测试装置探头，打开紫外光源，调节耦合装置及夹持装置，使紫外光源与载氢光纤端面相耦合，紫外射线耦合进载氢光纤的纤芯，在监控测试装置指示器上显示最大输出，观察监控测试装置指示器上输出功率或能量波动，待示数稳定后持续辐射数分钟或以上。

按上述方案，所述的紫外光源为脉冲或连续激光器，或发光二极管，所述的耦合装置为透镜耦合器，所述的夹持装置为光纤夹具。