[发明专利]一种VAD有源光纤预制棒及其制备方法

说明书

本发明公开了一种VAD有源光纤预制棒及其制备方法，首先将稀土盐溶于有机溶剂中，得到稀土盐溶液；然后将经过预烧结的二氧化硅粉棒置于上述稀土盐溶液中充分浸泡；之后将浸泡后的二氧化硅粉棒置于低温低压环境中干燥，通过低温使得稀土盐溶解度降低原位析出均匀附着在二氧化硅粉棒内，通过抽真空使溶剂挥发，最后将浸泡并干燥后的二氧化硅粉棒进行烧结，得到VAD有源光纤预制棒。本发明通过溶液浸泡使得稀土盐溶液均匀分散到粉棒各个部分，通过降低温度，使得稀土盐原位析出，防止了溶剂干燥过程中稀土盐的迁移，大大提高了粉棒掺杂稀土元素的均一性。

技术领域

本发明属光纤制造领域，涉及一种光纤预制棒的制备技术，具体涉及一种VAD有源光纤预制棒及其制备方法。

背景技术

稀土掺杂光纤预制棒是生产光纤放大器、光纤激光器的关键材料。同传统的半导体激光放大器相比较，光纤放大器不需要经过光电转换、电光转换和信号再生等复杂过程，可直接对信号进行全光放大，在工作波长范围内，表现出高增益、大带宽、低噪音、极化不敏感增益、低的导入损耗特点，具有很好的“透明性”，特别适用于长途光通信的中继放大。可以说，光纤放大器为实现高容量、全光通信奠定了重要的技术基础。稀土掺杂光纤作为高功率光纤激光器的重要组成部分，是决定高功率光纤激光器性能的主要因素。

目前，生产稀土掺杂光纤预制棒，稀土元素掺杂方法主要有气相法、溶液法、纳米离子直接沉积法和凝胶法，气相法包括氯化稀土气相沉积和稀土螯合物气相沉积；溶液法包括管内稀土溶液浸泡及管外稀土溶液浸泡。其中溶液法是目前主要的稀土掺杂光纤预制棒制备方法，其包括管内法和管外法。管内法：在沉积管内依次沉积内包层、疏松烟灰芯层，向沉积管内注入含有稀土氯化物的溶液，熔缩沉积管、内包层、疏松烟灰芯层为实心预制棒(CN122515521B，CN1522269，US 5711782A，US5262365A)；管外法：采用VAD方法沉积粉棒，将粉棒浸泡在含有稀土元素溶液中，再将浸泡后的粉棒在高温炉中玻璃化，制成稀土元素掺杂光纤预制棒芯层(CN122128228B)。

管外法稀土溶液掺杂过程，存在两个主要缺点：1、稀土氯化物的渗入过程决定了稀土氯化物掺杂不均匀，粉棒外层直接接触稀土溶液的部分掺杂浓度高，粉棒中心由于粉体对稀土离子的吸附作用，导致稀土离子掺入缓慢，掺杂浓度低；2、粉棒干燥过程，随着外表粉棒的干燥，粉体内部溶剂往外扩散，稀土氯化物会随着溶剂向外迁移到粉棒外表面。3、粉棒干燥缓慢，浸湿的粉棒长期悬挂容易开裂、脱落。上述几个因素的叠加使得制备的预制棒沿剖面从外往内稀土掺杂浓度存在差异，不利于拉丝后光纤非线性效应的控制，因此急需一种工艺能够提高预制棒沿剖面从外往内稀土掺杂浓度均一性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足而提出一种VAD有源光纤预制棒及其制备方法，用该方法生产的VAD有源光纤预制棒，稀土离子在光纤预制棒中分布均匀，折射率波动小。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：

一种VAD有源光纤预制棒的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、将稀土盐、磷酸、氯化铝溶于有机溶剂中，配置稀土盐溶液；

步骤2、将经过预烧结的二氧化硅粉棒置于步骤1中配置的稀土盐溶液中充分浸泡；

步骤3、将浸泡后的二氧化硅粉棒置于低温低压环境中干燥，通过低温使得稀土盐溶解度降低原位析出均匀附着在二氧化硅粉棒内，通过抽真空使得挥发性溶剂挥发掉；

步骤4、将浸泡并干燥后的二氧化硅粉棒进行烧结，得到掺杂稀土元素的VAD有源光纤预制棒。