CN108706865A - 一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法 - Google Patents

一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108706865A
CN108706865A CN201810464638.9A CN201810464638A CN108706865A CN 108706865 A CN108706865 A CN 108706865A CN 201810464638 A CN201810464638 A CN 201810464638A CN 108706865 A CN108706865 A CN 108706865A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical fiber
cored structure
silica clad
quartz ampoule
matrix method
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810464638.9A
Other languages
English (en)
Inventor
郭强
顾丹雨
郭雨阳
尤周
柯盼
王廷云
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201810464638.9A priority Critical patent/CN108706865A/zh
Publication of CN108706865A publication Critical patent/CN108706865A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/02—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor
    • C03B37/025—Manufacture of glass fibres or filaments by drawing or extruding, e.g. direct drawing of molten glass from nozzles; Cooling fins therefor from reheated softened tubes, rods, fibres or filaments, e.g. drawing fibres from preforms
    • C03B37/027—Fibres composed of different sorts of glass, e.g. glass optical fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/32—Eccentric core or cladding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

本发明述及一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法，是不同基质材料在不同气氛下熔融套管制备多基质光纤的方法。通过不同气氛的控制可以实现不同的芯层基质材料的发光特性调控；利用车床上热源的横向位移和旋转可以使不同基质的材料充分熔融成一体的实心预制棒；将熔融为一体的预制棒进行拉丝也可以减小熔融套管法在拉丝过程中不同基质材料间的相互扩散。本发明所述的光纤制备方法具有对不同基质材料的适用性好，对光纤的光学特性调控灵活等特点。

Description

一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法
技术领域
本发明述及一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法，属光纤技术领域。
背景技术
光纤传感和光纤通信技术已被广泛应用于各行各业，并且对光纤信号的灵敏度、带宽的需求不断提高。而石英光纤是常规的通信和传感系统中应用最为广泛的一类光纤，而基于新材料、新结构的多包层、多元素掺杂的多基质光纤，可以实现石英基质的外包层、晶体或陶瓷或多组分玻璃基质的纤芯层结构，以其独特的发光、传输等优势逐渐成为在传感和传输领域中的一种新型特种光纤。
目前的多基质光纤制备方法主要有激光加热基座法、熔融套管法等方法。激光加热基座法可以制备纤芯纯度较高的光纤，但其制备工艺条件要求苛刻，激光加热基座法制备的光纤长度短。而熔融套管法为利用高温热源将石英管和内部的芯层材料融为一体的方法，即传统的插棒法或管粉法。首先，光纤的芯层材料制备成芯棒插入一端封闭的石英套管内，然后在石墨拉丝塔上进行拉丝制成光纤，这即是传统的插棒法。而管粉法即为将光纤的芯层材料制备成粉末灌入一端封闭的石英套管内，然后在拉丝塔上进行拉丝制成光纤的过程。为了保证拉丝过程中芯层材料不被氧化，可以对石英管进行抽真空处理。在石英管一端封闭后，单纯的抽真空仍然无法保证高温作用下残留氧气对芯层材料的氧化。此外，拉丝塔的高温熔融同时完成了石英包层和芯层的融为一体，在高温作用下作为包层的石英基质材料和芯层基质材料极易相互扩散，从而改变了芯层材料的原有特性和光纤的光学性能。
发明内容
本发明的目的在于解决现有熔融套管法制备过程中不同基质材料的热扩散影响，提供一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法，是将不同基质材料在不同气氛下熔融套管制备多基质光纤的方法。相较于传统的熔融套管法，包括晶体、陶瓷、玻璃在内的芯层基质材料受制于石墨炉的温区限制很难在拉丝塔的石墨炉内充分熔融成为一体的实心光纤。该方法通过不同气氛的控制可以实现不同的芯层基质材料的发光特性调控；利用车床上热源的横向位移和旋转可以使不同基质的材料充分熔融成一体的实心预制棒；将熔融为一体的预制棒进行拉丝也可以减小熔融套管法在拉丝过程中不同基质材料间的相互扩散。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法，包括以下步骤：
（1）光纤芯层材料制成棒状插入抛光、清洗过的石英管内；
（2）将石英管内从一端通入惰性气体或氧气或氢气，另一端排出；
（3）石英管用加热源进行加热，在熔融的过程中，随着石英管和光纤芯层材料间的空隙越来越小，逐渐减少注入的气体流量，同时改为从另一端抽气，最终使其熔融成一体的实心预制棒；
（4）将预制棒放入石墨炉拉丝塔进行拉丝，成为石英包层棒芯结构的光纤。
所述光纤芯层材料根据复合光纤特性的需要，可选用稀土掺杂或其他化学元素掺杂的晶体材料、陶瓷材料、多组分玻璃材料。所述加热源可为氢氧焰、石墨加热炉。
本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：
（1）操作灵活；
（2）光纤特性更加稳定；
（3）不同基质材料的熔融成棒更加高效。
附图说明
图1是本发明一个实施例的结构框图。
具体实施方式
本发明的一个优选实施例并结合附图说明如下：
如图1所示，一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法，包括以下步骤：
（1）光纤芯层材料2制成棒状插入抛光、清洗过的石英管1内；
（2）将石英管1内从一端通入惰性气体或氧气或氢气，另一端排出；
（3）石英管1用加热源3进行加热，在熔融的过程中，随着石英管1和光纤芯层材料2间的空隙越来越小，逐渐减少注入的气体流量，同时改为从另一端抽气，最终使其熔融成一体的实心预制棒；
（4）将预制棒放入石墨炉拉丝塔进行拉丝，成为石英包层棒芯结构的光纤。
所述光纤芯层材料2根据复合光纤特性的需要，可选用稀土掺杂或其他化学元素掺杂的晶体材料、陶瓷材料、多组分玻璃材料。所述加热源3可为氢氧焰、石墨加热炉。
本方法通过不同气氛的控制可以实现不同的芯层基质材料的发光特性调控；利用车床上热源的横向位移和旋转可以使不同基质的材料充分熔融成一体的实心预制棒；将熔融为一体的预制棒进行拉丝也可以减小熔融套管法在拉丝过程中不同基质材料间的相互扩散。本发明所述的光纤制备方法具有对不同基质材料的适用性好，对光纤的光学特性调控灵活等特点。

Claims (3)

1.一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将光纤芯层材料制成棒状，插入抛光、清洗过的石英管内；
（2）将石英管内从一端通入惰性气体或氧气或氢气，另一端排出；
（3）将石英管用加热源进行加热，在熔融的过程中，加热源沿石英管轴向移动同时伴随石英管的轴向旋转，随着石英管和光纤芯层材料间的空隙越来越小，逐渐减少注入的气体流量，同时改为从另一端抽气，最终使其熔融成一体的实心预制棒；
（4）将预制棒放入石墨炉拉丝塔进行拉丝，成为石英包层棒芯结构的光纤。
2.根据权利要求1所述的石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法，其特征在于，所述光纤芯层材料根据复合光纤特性的需要，选用稀土掺杂或其他化学元素掺杂的晶体材料、陶瓷材料、多组分玻璃材料。
3.根据权利要求1所述的石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法，其特征在于，所述加热源为氢氧焰、石墨加热炉。
CN201810464638.9A 2018-05-16 2018-05-16 一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法 Pending CN108706865A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810464638.9A CN108706865A (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810464638.9A CN108706865A (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108706865A true CN108706865A (zh) 2018-10-26

Family

ID=63868926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810464638.9A Pending CN108706865A (zh) 2018-05-16 2018-05-16 一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108706865A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112939445A (zh) * 2021-03-30 2021-06-11 北京工业大学 一种掺杂石英光纤预制棒及制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1246838A (zh) * 1997-02-05 2000-03-08 康宁股份有限公司 具有折射率凹陷纤芯区的光纤制造方法
JP2003112936A (ja) * 2001-10-04 2003-04-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ母材の製造方法、及び製造装置
CN105073662A (zh) * 2012-12-26 2015-11-18 赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司 用于制造光纤预制体和光纤的方法
CN106396361A (zh) * 2016-08-26 2017-02-15 江苏亨通光导新材料有限公司 一种光纤预制棒套管烧结装置及其烧结方法
CN106495463A (zh) * 2016-10-11 2017-03-15 中国科学院上海光学精密机械研究所 光学晶体和陶瓷作芯料石英作包层的复合光纤制备方法
CN107151093A (zh) * 2017-06-27 2017-09-12 长飞光纤光缆股份有限公司 一种光纤预制棒的制备方法及装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1246838A (zh) * 1997-02-05 2000-03-08 康宁股份有限公司 具有折射率凹陷纤芯区的光纤制造方法
JP2003112936A (ja) * 2001-10-04 2003-04-18 Sumitomo Electric Ind Ltd 光ファイバ母材の製造方法、及び製造装置
CN105073662A (zh) * 2012-12-26 2015-11-18 赫罗伊斯石英玻璃股份有限两合公司 用于制造光纤预制体和光纤的方法
CN106396361A (zh) * 2016-08-26 2017-02-15 江苏亨通光导新材料有限公司 一种光纤预制棒套管烧结装置及其烧结方法
CN106495463A (zh) * 2016-10-11 2017-03-15 中国科学院上海光学精密机械研究所 光学晶体和陶瓷作芯料石英作包层的复合光纤制备方法
CN107151093A (zh) * 2017-06-27 2017-09-12 长飞光纤光缆股份有限公司 一种光纤预制棒的制备方法及装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112939445A (zh) * 2021-03-30 2021-06-11 北京工业大学 一种掺杂石英光纤预制棒及制备方法
CN112939445B (zh) * 2021-03-30 2023-02-28 北京工业大学 一种掺杂石英光纤预制棒及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103936277B (zh) 一种多芯光纤的制造方法
CN104556671A (zh) 过渡金属离子掺杂的微晶玻璃光纤的制备方法
JP5916966B2 (ja) 光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法
US6705771B2 (en) Method of fusion splicing silica fiber with low-temperature multi-component glass fiber
CN101923189B (zh) 掺铥碲酸盐玻璃双包层光纤及其制备方法
CN108418085A (zh) 一种全晶体光纤及包层制作工艺
CN104556678A (zh) 一种量子点掺杂微晶玻璃光纤的制备方法
CN101441296B (zh) 波导层掺杂型毛细管光纤的制备方法
CN107915400A (zh) 一种管‑熔体法制备梯度折射率yas玻璃芯光纤的方法
KR0184481B1 (ko) 광섬유 제조장치의 고생산성 광섬유 인출장치 및 그 인출방법
AU3096600A (en) Methods and apparatus for producing optical fiber
CN109809685A (zh) 可输出单模高性能激光的微晶玻璃回音壁模式谐振腔及其制备方法
CN104570198B (zh) 一种具有多组分磷酸盐玻璃包层/硒碲化合物半导体纤芯的复合材料光纤
CN104609722A (zh) 一种管-熔体共拉铋掺杂光纤的制备方法
CN108706865A (zh) 一种石英包层棒芯结构的多基质光纤制备方法
CA1121160A (en) Method of manufacturing optical fibers
CN102976607B (zh) 一种单模硫系玻璃光纤及其制作方法
CN108456926A (zh) 一种晶体包层内生长晶体光纤纤芯的方法
CN106477874A (zh) 一种光纤纤芯折射率调制方法
CN109669232A (zh) 单晶半导体芯光纤及其制备方法
CN101363940B (zh) 具有环形波导层的毛细管光纤的制造方法
CN106299983A (zh) 一种侧面抽运的中红外波段光纤抽运信号合束器
CN109518270A (zh) 一种单晶光纤的包层制备方法
JP4776263B2 (ja) 光ファイバ母材およびその製造方法
CN109052973A (zh) 一种稀土离子掺杂硅酸盐光纤及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20181026

RJ01 Rejection of invention patent application after publication