[发明专利]一种大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤及其制备方法

权利要求书

1.一种大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤，其特征在于：包括由内至外依次设置的纤芯、内包层（4）、外包层（5）；

所述纤芯包括由内至外依次设置的中心芯层（1）、环形下陷芯层（2）、环外芯层（3）；

所述纤芯的Er、Yb组分含量由内到外沿径向呈幂函数渐变分布，幂函数的指数α为0.3～0.6，具体含量为：Er：0.05～0.3 Wt.%，Yb：1～5Wt.%；纤芯共掺组分为P、Ce、F；

所述中心芯层（1）的共掺组分含量分别为：P：10～18Wt.%，Ce：0.4～1.6Wt.%，F：0.8～1.5Wt.%；所述环形下陷芯层（2）的共掺组分含量分别为：P：8～16Wt.%，Ce：0.5～1.8Wt.%，F：1.5～3.0Wt.%；所述环外芯层（3）的共掺组分含量分别为：P：6～14Wt.%，Ce：0.6～2.0Wt.%，F：0.8～1.5Wt.%；

所述内包层（4）的横截面形状为八边形，所述外包层（5）周向均布八个环绕通孔（8），所述环绕通孔（8）的横截面形状为圆形或多边形；

所述外包层（5）为下陷掺氟层。

2.根据权利要求1所述的大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤，其特征在于：还包括依次设置在外包层（5）外侧的碳薄膜（6）以及聚合物保护层（7）。

3.根据权利要求2所述的大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤，其特征在于：所述外包层（5）掺杂组分F的掺杂含量为3.0～5.0Wt.%；

所述纤芯、内包层（4）以及外包层（5）的材质均为石英，所述碳薄膜（6）为石墨烯薄膜。

4.根据权利要求3所述的大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤，其特征在于：所述中心芯层（1）与环外芯层（3）的折射率相同，均大于环形下陷芯层（2）；所述中心芯层（1）、环外芯层（3）与环形下陷芯层（2）的相对折射率差Δn1的取值范围均为0～4.0×10-4；

所述纤芯与内包层（4）的相对折射率差Δn2的取值范围为1.3×10-3～3.5×10-3；

所述中心芯层（1）直径、环形下陷芯层（2）外径与环外芯层（3）外径的比值d0：d1：d2=1：（1.5～3）：（2～6），且d2d1。

5.一种如权利要求1所述的大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1）、以管厚度为0.5～1.0mm的石英管作为沉积衬管，且沉积温度为1600～1900℃，采用MCVD结合螯合物气相沉积法制备纤芯，预热、除杂处理后，按照纤芯组分流量设计设置反应物料和氧气的流量，依次沉积环外芯层（3）、环形下陷芯层（2）、中心芯层（1），然后烧缩成实心的芯棒；所述芯棒采用单次烧缩工艺，氢气流量为90～120sccm；

步骤2）、按照光纤芯包比例要求，采用套管工艺在所述芯棒外套石英管，在所述环外芯层（3）的外层形成内包层（4），将所述芯棒与内包层（4）组成的整体加工成横截面为八边形的母棒；

步骤3）、采用等离子体化学气相沉积法制备外包层（5），并沿外包层（5）轴向加工均布的八个环绕通孔（8）；

步骤4）、通过高温烧缩工艺将所述母棒与外包层（5）结合制成光纤预制棒；

步骤5）、所得光纤预制棒拉丝得到铒镱共掺光纤；在光纤预制棒拉丝时，采用喷涂法在所述外包层（5）外制备碳薄膜（6），同时在碳薄膜（6）外涂覆聚合物保护层（7）。

6.根据权利要求5所述一种大模场单模耐辐照铒镱共掺光纤的制备方法，其特征在于：在所述步骤5）中，将制得的铒镱共掺光纤进行常温载氢或氘气工艺处理，压力为5～8Mpa，时长为80～200h。