[发明专利]一种熊猫型保偏光纤及光纤环

说明书

本发明公开了一种熊猫型保偏光纤，由内而外依次包括：芯层、环形包层和外包层；所述外包层设有两个沿所述芯层呈中心对称的应力区；增加通过改进环形包层的粘度设计，配合折射率和几何参数的合计，为芯层提供了更好的保护，抵消由于光纤整体直径减小导致的环形包层对于芯层的保护能力降低，从而减小串音，提供更好的串音稳定性。

技术领域

本发明属于传感光纤领域，更具体地，涉及一种熊猫型保偏光纤。

背景技术

光纤陀螺是广泛应用于对力、热、磁等物理量进行测量和控制的传感器件，具有成本低、精度高、启动快、小型化、环境适应能力强等优势。光纤陀螺的性能，主要取决于绕环用的保偏光纤光学性能。在光纤陀螺市场，小型化、高精度是发展趋势。目前光纤陀螺使用的保偏光纤几何规格基本上都是125/250，80/165型，也有60/100型保偏光纤报道，但是未见规模使用的成熟产品。

保偏光纤的包层直径减小到60微米时，其玻璃包层直径减小使得包层对光波导的约束能力降低；相对于常规光纤125微米包层直径，60微米规格的小型化器件用保偏光纤其应力区与光纤芯层间距也相应减小，在外界条件如弯曲、扭转、侧压与温度变化等影响下，应力区边界缺陷增加，很容易引起纤芯光波导不稳定，从而引起对串音性能的扰动。保偏光纤器件向小型化方向发展的同时，也要求器件具有足够高的精度，良好的串音性能和串音稳定性。

现有技术无法解决60微米保偏光纤串音不合格及不稳定的问题。为解决此问题，本发明提出一种改进了串音参数及稳定性的保偏光纤产品及其制造方法。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种熊猫型保偏光纤，其目的在于通过改进细径熊猫型保偏光纤的环形包层成分，实现各层之间在高温下的粘度过渡，配合几何结构设计，减小保偏光纤制备的光纤环的串音，由此解决现有的细径保偏光纤串音不合格或不稳定的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种熊猫型保偏光纤，由内而外依次包括：芯层、环形包层和外包层；所述外包层设有两个沿所述芯层呈中心对称的应力区；所述环形包层含有摩尔含量百分比为0到6％的氟，优选含有0.4到2.7％的氟；以及含有摩尔含量百分比为0到6.5％的锗，优选含有摩尔含量百分比为1.0到4.5％的锗。

优选地，所述熊猫型保偏光纤，其所述环形包层在1900℃下粘度lgη₄介于5.51到5.82之间，优选介于5.54到5.78之间。

优选地，所述熊猫型保偏光纤，其所述环形包层在-100℃到200℃范围内的热膨胀系数为3×10^-7/℃～5×10^-7/℃。

优选地，所述熊猫型保偏光纤，其所述芯层直径在5μm～10μm之间，1900℃下粘度lgη₁介于4.26到5.35之间。

优选地，所述熊猫型保偏光纤，其所述芯层含有摩尔含量百分比为2到15％的锗，优选含有3到8％的锗。

优选地，所述熊猫型保偏光纤，其所述芯层的折射率为n₁，其环形包层折射率为n₄，芯层与环形包层的相对折射率差Δ₁₄的取值范围是0.3％～1.5％，优选Δ14处于0.65％～0.96％，其中，

优选地，所述熊猫型保偏光纤，其所述外包层，其直径在58μm～62μm之间，优选59μm～61μm；优选外包层材料为纯石英或接近于纯石英的石英玻璃材料，为气相法或溶胶-凝胶法合成石英，或高纯石英砂熔融石英；优选外包层具有两个沿所述芯层呈中心对称的应力区；该应力区与环形包层不相交，即应力区位于外包层外边界与环形包层外边界之间。