[发明专利]嵌入式铌酸锂或钽酸锂单晶芯光纤的制备方法及单晶芯光纤

摘要

本发明提供的是一种嵌入式铌酸锂或钽酸锂单晶芯光纤的制备方法及单晶芯光纤。本发明单晶芯光纤由低折射率的二氧化硅石英玻璃包层和高折射率的铌酸锂或钽酸锂单晶芯组成。本发明是采用将铌酸锂或钽酸锂单晶圆柱棒或多晶圆柱棒嵌入到低软化温度点的高纯厚壁石英管中，通过加热拉伸、堆积组棒、光纤拉制及纤芯单晶化等步骤来制备石英包层铌酸锂或钽酸锂单晶芯光纤。通过将光纤拉制与晶体生长相结合，本发明克服了一般单晶光纤生长方法所制备的晶纤长度较短，且光纤形貌存在诸多缺陷及与光通信系统中的标准单模光纤不能兼容的缺点。且用该方法生长出的单晶光纤具有丝径、长度可控等优点，可用于微小型及在线光子调控的相位调制器等。

主权项

一种嵌入式铌酸锂或钽酸锂单晶芯光纤的制备方法，其特征是：步骤一：选取一根低软化温度点的高纯厚壁石英玻璃管，用氢氧焰对厚管壁端进行加热、拉锥密封；然后选取至少一段铌酸锂或钽酸锂圆柱棒，嵌入到厚壁石英玻璃管的拉锥端，形成预制棒；步骤二：在光纤拉丝塔上以比石英玻璃软件点高100℃的温度加热预制棒，并配合抽气装置，快速下棒、拉丝将预制棒拉制成藤状棒，在此过程中，铌酸锂熔体或钽酸锂熔体随着石英管拉丝，快速充满石英管中心孔或内孔，并固化形成多晶体，与外层石英玻璃融为一体；然后将所述藤状石英棒放置在拉丝塔上，再次快速拉丝变成直径为毫米量级的细直径藤状棒称为单根光纤插件；步骤三：选取与单芯光纤插件外径、长度和石英玻璃材质相同的石英玻璃毛细棒，采用堆积技术形成堆积束，将堆积束中至少一个位置上的石英毛细棒替换为单芯光纤插件，然后将堆积束装入一根与石英玻璃材质相同的薄壁石英玻璃管中构成了复合预制棒，配合抽气装置，经过2次快速拉丝，变成直径为毫米级的细直径藤状棒称为复合光纤插件；步骤四：将多芯光纤插件或复合光纤插件放置于配备有低温加热炉的拉丝塔上，慢速下棒，加热炉中心温度为纤芯晶体熔点温度，光纤插件中的纤芯熔体在微尺寸毛细管内孔作用下结晶形核、长大生成单晶体，制成了单晶芯光纤。