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微结构光纤制作方法

  • 专利名称
    微结构光纤制作方法
  • 发明者
    孙义兴, 廖郑洪, 张华 , 张腊生, 李涛, 李炳惠, 许建国, 谢河彬, 谭会良, 陈曲
  • 公开日
    2011年7月13日
  • 申请日期
    2010年10月13日
  • 优先权日
    2010年10月13日
  • 申请人
    成都亨通光通信有限公司
  • 文档编号
    C03B37/025GK102120689SQ20101050457
  • 关键字
  • 权利要求
    1.一种微结构光纤的制作方法,其特征在于,包含如下步骤A.选择一根石英或蓝宝石棒,直径为10-20mm;B.设置激光器相应的加工条件,在所选的石英或蓝宝石棒径向打孔沉呈现蜂窝结构;C.在1800°C-200(TC高温条件下拉丝,制成一种微结构光纤2.根据权利要求1所述的微结构光纤的制作方法,其特征在于,步骤B中所述激光器可 以使用近紫外激光器或飞秒激光器
  • 技术领域
    本发明涉及微结构光纤的技术领域,特别涉及一种微结构光纤的制作方法
  • 背景技术
  • 具体实施例方式
    一种微结构光纤的制作方法,包含如下步骤
  • 专利详情
  • 全文pdf
  • 权力要求
  • 说明书
  • 法律状态
专利名称:微结构光纤的制作方法目前常见的微结构光纤(Micro-structured Fiber)以光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)为主。光子晶体光纤,又称作多孔光纤(HolyFiber),最早由Russell 等人在1992年提出。它是一种带有线缺陷的二维光子晶体。光纤包层由规则分布的空气孔 排列成六角形的微结构组成;纤芯由石英或空气孔构成线缺陷,利用其局域光的能力,将光 限制在纤芯中传播。由于在包层中引入空气孔可以得到传统光纤无法实现的大折射率比, 而且改变空气孔的大小和排列可以控制光纤光学特性,因此设计上更加灵活。光子晶体光纤的制作与普通光纤的制作从大体上来说是类似的,分为光纤预制棒 的制作和光纤拉丝两部分。但是具体到这两个部分的实际操作,光子晶体光纤的制作要复 杂得多,尤其是预制棒的制作。光子晶体光纤最常见的制作方法通过堆积-拉丝预制棒(毛 细管)而成的,它是将普通光纤的拉制过程加以改进提高,并严格控制拉丝温度和速度,方 法与普通光纤类似,主要差别在于光纤的截面结构。普通光纤的预制棒截面与成品光纤相 同,而光子晶体光纤的预制棒是一束紧密排列的石英毛细管。这种由空气孔有序排列而成 的二维光子晶体结构在光纤中从头至尾延伸,多次复制这种石英毛细管的排列,便可拉制 出符合空气孔直径和间距要求的光子晶体光纤。堆积方式可以采用六角形,也可以是蜂窝 形,纤芯是通过引入额外空气孔或实心空气柱形成的。由于在拉制过程中需要精确控制好拉丝塔内惰性气体对毛细管的压力,避免空气 孔被挤压塌陷而粘在一起,通过改变拉丝的温度和速度,可以改变光子晶体光纤的参数,包 括包层空气孔直径、间距以及纤芯半径等。此三个参数为影响光子晶体光纤性能的主要特 征参数。目前的光子晶体光纤预制棒的制作方法虽然已经比较成熟,但制作工艺复杂,稳定 性不高。
为了解决上述弊端,提供一种微结构光纤的制作方法,包含如下步骤A.选择一根石英或蓝宝石棒,直径为10-20mm;B.设置激光器相应的加工条件,在所选的石英或蓝宝石棒径向打孔沉呈现蜂窝结 构;C.在1800°C-2000°C高温条件下拉丝,制成一种微结构光纤。其中,所述的一种微结构光纤的制作方法步骤B中所述激光器可以使用近紫外激 光器或飞秒激光器。选择一根石英或晶体光纤棒①,直径为10-20mm。晶体光纤棒①可以采用蓝宝石 棒,蓝宝石硬度非常高。石英或晶体光纤棒的直径可以任意选择,最佳直径范围在10-20mm, 本实施例中选择的直径为10mm。设置激光器相应的加工条件,在所选的石英或晶体光纤棒 径向打孔。所述激光加工可以使用近紫外激光器或飞秒激光器。近紫外激光器,其输出激 光波长范围处于近紫外光谱区(2000 4000埃),代表者为氮分子激光器(3371埃)、氟化 氙(XeF)准分子激光器(3511埃、3531埃)、氟化氪(KrF)准分子激光器(M90埃)以及 某些可调谐染料激光器等。飞秒(10-15秒)激光技术是人类目前实验室条件下所能获得 最短脉冲的技术手段,其在瞬间发出的功率巨大,是一种以脉冲形式运转的激光,具有时间 短、峰值功率高、波长可调协等特点。该步骤中石英或晶体光纤棒径向打孔后的蜂窝结构的端面可以任意形状,如圆 形、方形、菱形等,各种截面形状可以通过激光器的光斑和坐标来控制。在1800°C -2000°C高温条件下拉丝,制成一种微结构光纤②。此时,本实施例中加 工形成的微结构光纤的直径是0. 1mm。本发明不限于上述实施例,在本发明的构思范围内,根据上述说明书的描述,本领 域的普通技术人员还可作出一些显而易见的改变,但这些改变均应落入本发明权利要求的 保护范围之内。本发明涉及一种微结构光纤的制作方法。包含如下步骤A.选择一根石英或晶体光纤棒,直径为10-20mm;B.设置激光器相应的加工条件,在所选的石英或晶体光纤棒径向打孔;C.在1800℃-2000℃高温条件下拉丝,制成一种微结构光纤。本发明的有益效果是,减少制作工序,降低制作成本,增大成果的稳定性。



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