[实用新型]一种类矩型偏振保持光纤

说明书

本实用新型属光纤相干通讯领域。更确切地说，是一种可用于光纤相干传感器，光纤陀螺仪及光纤水听器等领域的编振保持光纤。

目前，编振保持光纤按其剖面结构形状分，实用性较强的有三种类型：“领结型”（图1）“熊猫型”（图2）和“椭圆包层型”（图3）。由于这三种类型其纤芯与应力元的几何形状及相互位置在力学关系上处于非最稳定状态，在纤芯区域不是一种均匀的应力场，从而较难获得伏异的h参数。此外，要产生较大的双折射量，现有偏振保持光纤的应力元都必须具有足够大的面积。譬如，“熊猫型”光纤的应力元面积与总面积之比必须大于20％，这就造成SiO₂填料壳层相对变薄，最终导致这种偏振保持光纤对外界机械干扰因素敏感，并不具备良好的温度性能。

本实用新型是要选择一种理想几何形状，使纤芯与应力元在力学关系上处于稳定状态，在纤芯区域形成均匀应力场，从而获得优异h参数；同时，又能在保持相同折射量情况下，减少应力元面积的占有量，从而提高机构稳定性和温度性能好的一种偏振保持光纤。

本实用新型是按如下方式完成的：从横剖面结构看，采用纤芯为方形，应力元为类矩形的一种偏振保持光纤。具体地说，一个由SiO₂与GeO₂构成均匀混合固态的正方柱纤芯1，其直平面二侧对称地分布二个与纤芯柱面平行的类矩形柱状应力元2，被由硅、磷、氟混合固态构成的内包层3所包围，处在由SiO₂为填料均匀充塞圆柱体为外包层4的中间，其外层由涂复层5所构成。

附图1为“领结型”横剖面结构示意图。

附图2为“熊猫型”横剖面结构示意图。

附图3为“椭圆包层型”横剖面结构示意图

附图4为本实用新型横剖面结构形状图。

以下对本实用新型的实施作进一步说明：

将石英管用稀释的氢氟酸泡浸，用去离子水冲洗，由于热氮气吹干。夹入玻璃车床，调好同心度。通入氟12，进行抛光。然后，在氟、磷、硅组合成份下，沉积外包层。继之，在硼、硅组合成份下定向沉积应力层，再在另一方向进行定向蚀刻。以后，在氟、磷、硅组合成份下作沉积内包层和在锗、硅组合成份下作沉积芯层。最后，在2000℃以上温度下，管内保持一定负压，进行热处理。由于纤芯、内包层、应力层的材料其软化温度及粘度的差异，通过不同温度、内压经过不同时间处理，就形成了剖面纤芯为方形，应力元为类矩形，包层外经为圆形的保偏光纤预制件。将该预制件置拉丝机上，进行常规拉丝。并用紫外固化涂料作双层涂复处理。用上述办法制造出来的保编光纤，其纤芯和应力元有较理想的几何形状，有优异的h参数。

采用本实用新型后，比原来三种结构形式的偏振保持光纤，在技术指标方面有明显突破。如h参数由原来平均小于1×10^－5／米，提高到小于2×10^－6／米，提高近一个数量级。此外，由于应力元及纤芯形状的优化，应力的传递更为有效，仅需“熊猫型”结构四分之一应力元面积就足以产生基本相当的双折射。换言之，“类矩型”结构具有相当厚的SiO₂壳层，这就保证了良好的温度特性和抗外界干扰性能。