WO2018209916A1 - 新波长双包层掺镱光纤及制备方法 - Google Patents

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WO2018209916A1
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reaction tube
doped fiber
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严垒
杜城
陈超
王毕
李伟
赵磊
张洁
罗文勇
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烽火通信科技股份有限公司
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    • G02B6/03688—Optical fibres characterised both by the number of different refractive index layers around the central core segment, i.e. around the innermost high index core layer, and their relative refractive index difference having 5 or more layers

Definitions

  • the invention relates to the field of special optical fiber and mandrel manufacturing, in particular to a novel wavelength double-clad erbium-doped fiber and a preparation method thereof.
  • a pump with a wavelength of 1018 nm is used as a pumping source to excite a laser with a wavelength of 1070 nm.
  • This technique is called co-belt pumping.
  • a pump with a wavelength of 1018 nm pumping a laser with a wavelength of 1070 nm has a small quantum loss and has great advantages in thermal management.
  • the same-pump pumping can reduce the quantum loss of the fiber laser, thereby reducing the effects of thermal effects.
  • a pump with a wavelength of 975 nm is used to pump a laser with a wavelength of 1070 nm, and its quantum loss rate is 9%.
  • the quantum loss rate is less than 5%, and the low quantum loss can be effectively reduced. Hot problem.
  • the same-band pumping can effectively suppress the high-order mode gain and contribute to the laser single-mode output.
  • the same-pumping technology is still in the research stage.
  • One of the difficulties in research is the lack of high-power pump with a wavelength of 1018 nm as the pumping source.
  • the research of high-power pump with a wavelength of 1018 nm is mostly placed on the device power amplification. Structure for gain media The research is extremely scarce.
  • a conventional optical fiber outputs a laser having a wavelength of 1018 nm, it is necessary to use a series of devices such as a grating and a combiner, and it is impossible to directly output a laser having a wavelength of 1018 nm.
  • the object of the present invention is to overcome the deficiencies of the above background art, and to provide a novel wavelength double-clad erbium-doped fiber and a preparation method thereof, which can directly output a laser with a wavelength of 1018 nm with high power and high stability.
  • the invention provides a preparation method of a new wavelength double-clad erbium-doped fiber, comprising the following steps:
  • the optical fiber includes a first core layer, a second core layer, a third core layer, a fourth core layer, a cladding layer, an inner coating layer and an outer coating layer arranged in order from the inside to the outside;
  • the first core layer and the third core layer are prepared by preparing a silica loose layer in an optical fiber preform, and the raw materials are silicon tetrachloride, hafnium tetrachloride, phosphorus oxychloride and oxygen, wherein silicon tetrachloride and hafnium tetrachloride
  • the carrier gas flow rate of silicon tetrachloride is 80-100 sccm/min
  • the carrier gas flow rate of ruthenium tetrachloride is 5-10 sccm/min
  • the flow rate of phosphorus oxychloride carrier is 100-200 ml/min
  • the oxygen flow rate is 800. ⁇ 1000sccm/min;
  • the second core layer and the fourth core layer are used to prepare a silica loose layer in the optical fiber preform, and the raw materials are silicon tetrachloride, hafnium tetrachloride, vanadium oxychloride and oxygen, wherein silicon tetrachloride and hafnium tetrachloride
  • the carrier gas flow rate of silicon tetrachloride is 80-100 sccm/min
  • the carrier gas flow rate of ruthenium tetrachloride is 5-10 sccm/min
  • the flow rate of phosphorus oxychloride carrier is 80-150 ml/min
  • the oxygen flow rate is 800. ⁇ 1000sccm/min;
  • a modified chemical vapor deposition (MCVD) method is used to deposit a first layer of silica SiO 2 loose layer on the inner wall of the quartz reaction tube; the solution is immersed to carry out rare earth ion doping, and the solution is poured through the liquid injection tube.
  • MCVD chemical vapor deposition
  • the liquid surface needs to be immersed in the loose area; after the quartz reaction tube is erected, it is rotated, the solution is immersed for a period of time; the rotation is stopped, and the minimally invasive cutting is performed under the quartz reaction tube to make the liquid flow out.
  • the first core layer, the second core layer, the third core layer and the fourth core layer are doped with a cerium ion Yb 3+ and an aluminum ion in a rare earth ion doping process.
  • the concentration of Al 3+ , ytterbium ion Yb 3+ is 0.1 to 0.3 mol/L, and the concentration of aluminum ion Al 3+ is 0.2 to 0.4 mol/L.
  • the solution is immersed for 60 to 120 minutes.
  • the cross section of the cladding is a regular octagon.
  • the cross sections of the first core layer, the second core layer, the third core layer, the fourth core layer, the inner coating layer and the outer coating layer are all circular.
  • the invention also provides a new wavelength double-clad erbium-doped fiber comprising a first core layer, a second core layer, a third core layer, a fourth core layer, a cladding layer and an inner coating layer arranged in order from the inside to the outside.
  • the first core layer and the third core layer are prepared by preparing a silica loose layer in an optical fiber preform, and the raw materials are silicon tetrachloride, hafnium tetrachloride, phosphorus oxychloride and oxygen, wherein silicon tetrachloride and hafnium tetrachloride
  • the carrier gas flow rate of silicon tetrachloride is 80-100 sccm/min
  • the carrier gas flow rate of ruthenium tetrachloride is 5-10 sccm/min
  • the flow rate of phosphorus oxychloride carrier is 100-200 ml/min
  • the oxygen flow rate is 800. ⁇ 1000sccm/min;
  • the second core layer and the fourth core layer are used to prepare a silica loose layer in the optical fiber preform, and the raw materials are silicon tetrachloride, hafnium tetrachloride, vanadium oxychloride and oxygen, wherein silicon tetrachloride and hafnium tetrachloride
  • the carrier gas flow rate of silicon tetrachloride is 80-100 sccm/min, and the antimony tetrachloride is carried by oxygen.
  • the gas flow rate is 5-10 sccm/min
  • the flow rate of the phosphorus oxychloride carrier is 80-150 ml/min
  • the oxygen flow rate is 800-1000 sccm/min;
  • a modified chemical vapor deposition (MCVD) method is used to deposit a first layer of silica SiO 2 loose layer on the inner wall of the quartz reaction tube; the solution is immersed to carry out rare earth ion doping, and the solution is poured through the liquid injection tube.
  • MCVD chemical vapor deposition
  • the liquid surface needs to be immersed in the loose area; after the quartz reaction tube is erected, it is rotated, the solution is immersed for a period of time; the rotation is stopped, and the minimally invasive cutting is performed under the quartz reaction tube to make the liquid flow out.
  • the first core layer, the second core layer, the third core layer and the fourth core layer are doped with a cerium ion Yb 3+ and an aluminum ion in a rare earth ion doping process.
  • the concentration of Al 3+ , ytterbium ion Yb 3+ is 0.1 to 0.3 mol/L, and the concentration of aluminum ion Al 3+ is 0.2 to 0.4 mol/L.
  • the solution is immersed for 60 to 120 minutes.
  • the cross section of the cladding is a regular octagon.
  • the cross sections of the first core layer, the second core layer, the third core layer, the fourth core layer, the inner coating layer and the outer coating layer are all circular.
  • the MCVD Modified Chemical Vapor Deposition
  • the gas phase doping technology is combined, and the doping component is designed in the ring of the erbium-doped fiber.
  • phosphorus (P), vanadium (V), and aluminum (Al 3+ ) are added, and the ratio of the rare earth ions is adjusted to reduce the symmetry of the surrounding environment of the ytterbium ion (Yb 3+ ).
  • Fig. 1 is a schematic view showing the end face of an optical fiber of a new wavelength double-clad erbium doped fiber according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an output wavelength test of a new wavelength double-clad erbium doped fiber in an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a spectrum diagram of a new wavelength double-clad erbium-doped fiber output laser in an embodiment of the present invention.
  • an embodiment of the present invention provides a new wavelength double-clad erbium-doped fiber, which includes a first core layer 1 , a second core layer 2 , and a third core layer 3 arranged in order from the inside to the outside.
  • the fourth core layer 4 the cladding layer 5, the inner coating layer 6, and the outer coating layer 7.
  • the embodiment of the invention further provides a method for preparing the optical fiber, comprising the following steps:
  • the raw materials are silicon tetrachloride, hafnium tetrachloride, phosphorus oxychloride and oxygen, of which silicon tetrachloride and tetrachlorochloride.
  • the plutonium is carried out by oxygen, and the flow rate of the silicon tetrachloride carrier gas is 80-100 sccm/min, and tetrachlorination
  • the carrier gas flow rate is 5 to 10 sccm/min
  • the phosphorus oxychloride carrier flow rate is 100 to 200 ml/min
  • the oxygen flow rate is 800 to 1000 sccm/min;
  • the second core layer 2 and the fourth core layer 4 are prepared by preparing a silica loose layer in an optical fiber preform, and the raw materials are silicon tetrachloride, hafnium tetrachloride, vanadium oxychloride and oxygen, wherein silicon tetrachloride and tetrachloroethylene.
  • the ruthenium is carried out by oxygen, the flow rate of the carrier gas of silicon tetrachloride is 80-100 sccm/min, the flow rate of the carrier gas of ruthenium tetrachloride is 5-10 sccm/min, the flow rate of the phosphorus oxychloride carrier is 80-150 ml/min, and the oxygen flow rate 800 to 1000 sccm/min;
  • a modified chemical vapor deposition (MCVD) method is used to deposit a first layer of silica SiO 2 loose layer on the inner wall of the quartz reaction tube; the solution is immersed to carry out rare earth ion doping, and the solution is poured through the liquid injection tube.
  • MCVD chemical vapor deposition
  • the liquid surface needs to be immersed in the loose area; after the quartz reaction tube is erected, it is rotated, the solution is immersed for a period of time; the rotation is stopped, and the minimally invasive cutting is performed under the quartz reaction tube to make the liquid flow out.
  • the first core layer 1, the second core layer 2, the third core layer 3, and the fourth core layer 4 contain ytterbium ions (Yb 3+ ) and aluminum ions (Al 3+ ).
  • the concentration of strontium ion (Yb 3+ ) is 0.1-0.3 mol/L
  • the concentration of aluminum ion (Al 3+ ) is 0.2-0.4 mol/L
  • the time of solution immersion is 60-120 min.
  • the cross section of the cladding layer 5 is a regular octagon, and the cross sections of the first core layer 1, the second core layer 2, the third core layer 3, the fourth core layer 4, the inner coating layer 6, and the outer coating layer 7 are round. shape.
  • the test platform shown in FIG. 2 is constructed, and the output wavelength of the new wavelength double-clad erbium-doped fiber prepared in the embodiment of the present invention is tested.
  • the double-clad erbium-doped fiber is shown in FIG.
  • the output wavelength testing device includes a sequentially connected LD pump source 8, a combiner 9, a high reverse fiber grating 10, a double-clad erbium-doped fiber 11 to be tested, a cladding power stripper 12, and a spectrometer 13. A plurality of sets of output wavelength tests are performed to obtain a spectrum of the output laser shown in FIG.
  • the LD pumping wavelength is 975 nm
  • the core diameter is 10 ⁇ m
  • the cladding diameter is 130 ⁇ m
  • the core is doped in a ring
  • the laser output wavelength is 1018.3 nm.
  • the LD pumping wavelength is 975 nm
  • the core diameter is 20 ⁇ m
  • the cladding diameter is 130 ⁇ m
  • the core is doped in a ring
  • the laser output wavelength is 1018.6 nm.
  • the LD pumping wavelength is 975 nm
  • the core diameter is 30 um
  • the cladding diameter is 250 um
  • the core is doped in a ring
  • the laser output wavelength is 1019.1 nm.
  • the MCVD Modified Chemical Vapor Deposition
  • the gas phase doping technology is combined, and the doping component is designed in the ring of the erbium-doped fiber.
  • Phosphorus (P), vanadium (V), and aluminum (Al 3+ ) are incorporated into the core, and the ratio of the rare earth ions is adjusted to reduce the symmetry of the surrounding environment of the ytterbium ion (Yb 3+ ).

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Abstract

一种新波长双包层掺镱光纤(11)及制备方法，该方法包括以下步骤：采用MCVD，通入原料，在石英反应管内壁沉积第一层SiO2疏松层；采用溶液浸泡法，进行稀土离子掺杂，通过注液管，将溶液灌入石英反应管中有疏松层结构的区域；将石英反应管竖立后旋转，溶液浸泡一段时间；停止旋转，在石英反应管下方进行微创切割，使液体流出；将溶液浸泡后的SiO2疏松层烧结，沉积第二层SiO2疏松层，重复上述液相掺杂、烧结步骤一次；将石英反应管熔缩成实心棒，得到芯棒，再拉丝，得到新波长双包层掺镱光纤(11)。新波长双包层掺镱光纤(11)能够降低激光器的量子亏损，提高效率，减少热问题。

Description

新波长双包层掺镱光纤及制备方法 技术领域
本发明涉及特种光纤及芯棒制造领域，具体是涉及一种新波长双包层掺镱光纤及制备方法。
背景技术
近年来，在追求光纤激光器高功率的过程中，热效应逐渐成为一个极大的制约因素，除了改进抽运光的耦合方式以减小耦合热损耗外，由光纤本身的损耗带来的热问题，也同样影响到激光器的稳定运转。采用以波长为1018nm的泵浦作为抽运源，激发波长为1070nm的激光，这种技术称之为同带泵浦。相比于波长为975nm的泵浦的抽运，波长为1018nm的泵浦抽运波长为1070nm的激光时，量子亏损小，在热管理方面有极大的优势。同带泵浦抽运可以减小光纤激光器的量子亏损，从而减少热效应的影响。
由于激光器的量子亏损率为η＝1－(h v1/h v2)(h为普朗克常数，v1为激光频率，v2为抽运频率)。用波长为975nm的泵浦抽运波长为1070nm的激光，其量子亏损率为9％：而用波长为1018nm的泵浦抽运时，量子亏损率小于5％，低量子数亏损可以有效地减少热问题。另外，同带抽运可以有效抑制高阶模增益，有助于激光器单模输出。
同带泵浦技术目前仍然处于研究阶段，研究的难点之一在于缺乏波长为1018nm的高功率泵浦作为抽运源，而波长为1018nm的高功率泵浦的研究大多数还是放在器件功率放大的结构上，对于增益介质 的研究极为匮乏。现有的光纤要输出波长为1018nm的激光时，需要借助光栅、合束器等一系列器件，无法实现直接输出波长为1018nm的激光。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种新波长双包层掺镱光纤及制备方法，能够实现高功率、高稳定地直接输出波长为1018nm的激光。
本发明提供一种新波长双包层掺镱光纤的制备方法，包括以下步骤：
该光纤包括由内至外依次排列的第一芯层、第二芯层、第三芯层、第四芯层、包层、内涂层、外涂层；
第一芯层和第三芯层在光纤预制棒制备二氧化硅疏松层时，原料为四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷和氧气，其中四氯化硅和四氯化锗通过氧气载出，四氯化硅载气流量为80～100sccm/min，四氯化锗载气流量为5～10sccm/min，三氯氧磷载体流量为100～200ml/min，氧气流量为800～1000sccm/min；
第二芯层和第四芯层在光纤预制棒制备二氧化硅疏松层时，原料为四氯化硅、四氯化锗、三氯氧钒和氧气，其中四氯化硅和四氯化锗通过氧气载出，四氯化硅载气流量为80～100sccm/min，四氯化锗载气流量为5～10sccm/min，三氯氧磷载体流量为80～150ml/min，氧气流量为800～1000sccm/min；
采用改良的化学气相沉积法MCVD，通入原料，在石英反应管内壁沉积第一层二氧化硅SiO2疏松层；再采用溶液浸泡法，进行稀土离子掺杂，通过注液管，将溶液灌入石英反应管中有疏松层结构的区域，液面需浸没疏松区域；将石英反应管竖立后，进行旋转，溶液 浸泡一段时间；停止旋转，在石英反应管下方进行微创切割，使液体流出；通入高纯氮气，并开启旋转，进行脱水处理；采用MCVD装置将溶液浸泡后的二氧化硅SiO2疏松层烧结，再沉积第二层二氧化硅SiO2疏松层，重复上述液相掺杂、烧结步骤一次；采用MCVD装置将石英反应管熔缩成实心棒，得到新波长双包层掺镱光纤芯棒，再将新波长双包层掺镱光纤芯棒拉丝，得到新波长双包层掺镱光纤。
在上述技术方案的基础上，所述第一芯层、第二芯层、第三芯层、第四芯层在稀土离子掺杂工艺中，注入的溶液中含有镱离子Yb3+、铝离子Al3+，镱离子Yb3+的浓度为0.1～0.3mol/L，铝离子Al3+的浓度为0.2～0.4mol/L。
在上述技术方案的基础上，所述溶液浸泡的时间为60～120min。
在上述技术方案的基础上，所述包层的横截面呈正八边形。
在上述技术方案的基础上，所述第一芯层、第二芯层、第三芯层、第四芯层、内涂层、外涂层的横截面均呈圆形。
本发明还提供一种新波长双包层掺镱光纤，该光纤包括由内至外依次排列的第一芯层、第二芯层、第三芯层、第四芯层、包层、内涂层、外涂层；
第一芯层和第三芯层在光纤预制棒制备二氧化硅疏松层时，原料为四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷和氧气，其中四氯化硅和四氯化锗通过氧气载出，四氯化硅载气流量为80～100sccm/min，四氯化锗载气流量为5～10sccm/min，三氯氧磷载体流量为100～200ml/min，氧气流量为800～1000sccm/min；
第二芯层和第四芯层在光纤预制棒制备二氧化硅疏松层时，原料为四氯化硅、四氯化锗、三氯氧钒和氧气，其中四氯化硅和四氯化锗通过氧气载出，四氯化硅载气流量为80～100sccm/min，四氯化锗载 气流量为5～10sccm/min，三氯氧磷载体流量为80～150ml/min，氧气流量为800～1000sccm/min；
采用改良的化学气相沉积法MCVD，通入原料，在石英反应管内壁沉积第一层二氧化硅SiO2疏松层；再采用溶液浸泡法，进行稀土离子掺杂，通过注液管，将溶液灌入石英反应管中有疏松层结构的区域，液面需浸没疏松区域；将石英反应管竖立后，进行旋转，溶液浸泡一段时间；停止旋转，在石英反应管下方进行微创切割，使液体流出；通入高纯氮气，并开启旋转，进行脱水处理；采用MCVD装置将溶液浸泡后的二氧化硅SiO2疏松层烧结，再沉积第二层二氧化硅SiO2疏松层，重复上述液相掺杂、烧结步骤一次；采用MCVD装置将石英反应管熔缩成实心棒，得到新波长双包层掺镱光纤芯棒，再将新波长双包层掺镱光纤芯棒拉丝，得到新波长双包层掺镱光纤。
在上述技术方案的基础上，所述第一芯层、第二芯层、第三芯层、第四芯层在稀土离子掺杂工艺中，注入的溶液中含有镱离子Yb3+、铝离子Al3+，镱离子Yb3+的浓度为0.1～0.3mol/L，铝离子Al3+的浓度为0.2～0.4mol/L。
在上述技术方案的基础上，所述溶液浸泡的时间为60～120min。
在上述技术方案的基础上，所述包层的横截面呈正八边形。
在上述技术方案的基础上，所述第一芯层、第二芯层、第三芯层、第四芯层、内涂层、外涂层的横截面均呈圆形。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明在制备掺镱光纤预制棒的过程中，将MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition，改良的化学气相沉积法)和气相掺杂技术相结合，通过掺杂组分的设计，在掺镱光纤的环状纤芯内，掺入磷元素(P)、钒元素(V)、铝离子(Al3+)，并调整与稀土离子的配比， 使镱离子(Yb3+)周围环境的对称度降低，使声子加宽，增大发射截面，从而改变荧光峰的位置，使拉制出的光纤输出的荧光次峰蓝移，在利用波长为915nm的LD泵浦的条件下，能够实现高功率、高稳定地直接输出波长为1018nm的激光，有效降低激光器的量子亏损，提高效率，减少热问题。
附图说明
图1是本发明实施例中新波长双包层掺镱光纤的光纤端面图示意图。
图2是本发明实施例中新波长双包层掺镱光纤的输出波长测试的示意图。
图3是本发明实施例中新波长双包层掺镱光纤输出激光的光谱图。
附图标记：1-第一芯层，2-第二芯层，3-第三芯层，4-第四芯层，5-包层，6-内涂层，7-外涂层，8-LD泵浦源，9-合束器，10-高反光纤光栅，11-待测双包层掺镱光纤，12-包层功率剥离器，13-光谱仪。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
参见图1所示，本发明实施例提供一种新波长双包层掺镱光纤，该光纤包括由内至外依次排列的第一芯层1、第二芯层2、第三芯层3、第四芯层4、包层5、内涂层6、外涂层7。
本发明实施例还提供该光纤的制备方法，包括以下步骤：
第一芯层1和第三芯层3在光纤预制棒制备二氧化硅疏松层时，原料为四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷和氧气，其中四氯化硅和四氯化锗通过氧气载出，四氯化硅载气流量为80～100sccm/min，四氯化 锗载气流量为5～10sccm/min，三氯氧磷载体流量为100～200ml/min，氧气流量为800～1000sccm/min；
第二芯层2和第四芯层4在光纤预制棒制备二氧化硅疏松层时，原料为四氯化硅、四氯化锗、三氯氧钒和氧气，其中四氯化硅和四氯化锗通过氧气载出，四氯化硅载气流量为80～100sccm/min，四氯化锗载气流量为5～10sccm/min，三氯氧磷载体流量为80～150ml/min，氧气流量为800～1000sccm/min；
采用改良的化学气相沉积法MCVD，通入原料，在石英反应管内壁沉积第一层二氧化硅SiO2疏松层；再采用溶液浸泡法，进行稀土离子掺杂，通过注液管，将溶液灌入石英反应管中有疏松层结构的区域，液面需浸没疏松区域；将石英反应管竖立后，进行旋转，溶液浸泡一段时间；停止旋转，在石英反应管下方进行微创切割，使液体流出；通入高纯氮气，并开启旋转，进行脱水处理；采用MCVD装置将溶液浸泡后的二氧化硅疏松层烧结，再沉积第二层二氧化硅疏松层，重复上述液相掺杂、烧结步骤一次；采用MCVD装置将石英反应管熔缩成实心棒，得到新波长双包层掺镱光纤芯棒，再将新波长双包层掺镱光纤芯棒拉丝，得到新波长双包层掺镱光纤。
第一芯层1、第二芯层2、第三芯层3、第四芯层4在稀土离子掺杂工艺中，注入的溶液中含有镱离子(Yb3+)、铝离子(Al3+)，镱离子(Yb3+)的浓度为0.1～0.3mol/L，铝离子(Al3+)的浓度为0.2～0.4mol/L，溶液浸泡的时间为60～120min。
包层5的横截面呈正八边形，第一芯层1、第二芯层2、第三芯层3、第四芯层4、内涂层6、外涂层7的横截面均呈圆形。
搭建如图2所示的测试平台，对本发明实施例制备得到的新波长双包层掺镱光纤进行输出波长测试，参见图2所示，双包层掺镱光纤 输出波长测试装置包括顺次相连的LD泵浦源8、合束器9、高反光纤光栅10、待测双包层掺镱光纤11、包层功率剥离器12、光谱仪13。进行多组输出波长测试，得到图3所示的输出激光的光谱图。
下面列出其中三组输出波长测试的结果：
(1)LD泵浦波长为975nm，纤芯直径10um，包层直径130um，纤芯为环状掺杂，激光输出波长为1018.3nm。
(2)LD泵浦波长为975nm，纤芯直径20um，包层直径130um，纤芯为环状掺杂，激光输出波长为1018.6nm。
(3)LD泵浦波长为975nm，纤芯直径30um，包层直径250um，纤芯为环状掺杂，激光输出波长为1019.1nm。
本发明在制备掺镱光纤预制棒的过程中，将MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition，改良的化学气相沉积法)和气相掺杂技术相结合，通过掺杂组分的设计，在掺镱光纤的环状纤芯内，掺入磷元素(P)、钒元素(V)、铝离子(Al3+)，并调整与稀土离子的配比，使镱离子(Yb3+)周围环境的对称度降低，使声子加宽，增大发射截面，从而改变荧光峰的位置，使拉制出的光纤输出的荧光次峰蓝移，在利用波长为915nm的LD泵浦的条件下，能够实现高功率、高稳定地直接输出波长为1018nm的激光，有效降低激光器的量子亏损，提高效率，减少热问题。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

Claims (10)

  1. 一种新波长双包层掺镱光纤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
    该光纤包括由内至外依次排列的第一芯层(1)、第二芯层(2)、第三芯层(3)、第四芯层(4)、包层(5)、内涂层(6)、外涂层(7)；
    第一芯层(1)和第三芯层(3)在光纤预制棒制备二氧化硅疏松层时，原料为四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷和氧气，其中四氯化硅和四氯化锗通过氧气载出，四氯化硅载气流量为80～100sccm/min，四氯化锗载气流量为5～10sccm/min，三氯氧磷载体流量为100～200ml/min，氧气流量为800～1000sccm/min；
    第二芯层(2)和第四芯层(4)在光纤预制棒制备二氧化硅疏松层时，原料为四氯化硅、四氯化锗、三氯氧钒和氧气，其中四氯化硅和四氯化锗通过氧气载出，四氯化硅载气流量为80～100sccm/min，四氯化锗载气流量为5～10sccm/min，三氯氧磷载体流量为80～150ml/min，氧气流量为800～1000sccm/min；
    采用改良的化学气相沉积法MCVD，通入原料，在石英反应管内壁沉积第一层二氧化硅SiO2疏松层；再采用溶液浸泡法，进行稀土离子掺杂，通过注液管，将溶液灌入石英反应管中有疏松层结构的区域，液面需浸没疏松区域；将石英反应管竖立后，进行旋转，溶液浸泡一段时间；停止旋转，在石英反应管下方进行微创切割，使液体流出；通入高纯氮气，并开启旋转，进行脱水处理；采用MCVD装置将溶液浸泡后的二氧化硅SiO2疏松层烧结，再沉积第二层二氧化硅SiO2疏松层，重复上述液相掺杂、烧结步骤一次；采用MCVD装置将石英反应管熔缩成实心棒，得到新波长双包层掺镱光纤芯棒，再将新波长双包层掺镱光纤芯棒拉丝，得到新波长双包层掺镱光纤。
  2. 如权利要求1所述的新波长双包层掺镱光纤的制备方法，其特征在于：所述第一芯层(1)、第二芯层(2)、第三芯层(3)、第四芯层(4)在稀土离子掺杂工艺中，注入的溶液中含有镱离子(Yb3+)、铝离子(Al3+)，镱离子(Yb3+)的浓度为0.1～0.3mol/L，铝离子(Al3+)的浓度为0.2～0.4mol/L。
  3. 如权利要求2所述的新波长双包层掺镱光纤的制备方法，其特征在于：所述溶液浸泡的时间为60～120min。
  4. 如权利要求1所述的新波长双包层掺镱光纤的制备方法，其特征在于：所述包层(5)的横截面呈正八边形。
  5. 如权利要求1所述的新波长双包层掺镱光纤的制备方法，其特征在于：所述第一芯层(1)、第二芯层(2)、第三芯层(3)、第四芯层(4)、内涂层(6)、外涂层(7)的横截面均呈圆形。
  6. 一种新波长双包层掺镱光纤，其特征在于：该光纤包括由内至外依次排列的第一芯层(1)、第二芯层(2)、第三芯层(3)、第四芯层(4)、包层(5)、内涂层(6)、外涂层(7)；
    第一芯层(1)和第三芯层(3)在光纤预制棒制备二氧化硅疏松层时，原料为四氯化硅、四氯化锗、三氯氧磷和氧气，其中四氯化硅和四氯化锗通过氧气载出，四氯化硅载气流量为80～100sccm/min，四氯化锗载气流量为5～10sccm/min，三氯氧磷载体流量为100～200ml/min，氧气流量为800～1000sccm/min；
    第二芯层(2)和第四芯层(4)在光纤预制棒制备二氧化硅疏松层时，原料为四氯化硅、四氯化锗、三氯氧钒和氧气，其中四氯化硅和四氯化锗通过氧气载出，四氯化硅载气流量为80～100sccm/min，四氯化锗载气流量为5～10sccm/min，三氯氧磷载体流量为80～150ml/min，氧气流量为800～1000sccm/min；
    采用改良的化学气相沉积法MCVD，通入原料，在石英反应管内壁沉积第一层二氧化硅SiO2疏松层；再采用溶液浸泡法，进行稀土离子掺杂，通过注液管，将溶液灌入石英反应管中有疏松层结构的区域，液面需浸没疏松区域；将石英反应管竖立后，进行旋转，溶液浸泡一段时间；停止旋转，在石英反应管下方进行微创切割，使液体流出；通入高纯氮气，并开启旋转，进行脱水处理；采用MCVD装置将溶液浸泡后的二氧化硅SiO2疏松层烧结，再沉积第二层二氧化硅SiO2疏松层，重复上述液相掺杂、烧结步骤一次；采用MCVD装置将石英反应管熔缩成实心棒，得到新波长双包层掺镱光纤芯棒，再将新波长双包层掺镱光纤芯棒拉丝，得到新波长双包层掺镱光纤。
  7. 如权利要求6所述的新波长双包层掺镱光纤，其特征在于：所述第一芯层(1)、第二芯层(2)、第三芯层(3)、第四芯层(4)在稀土离子掺杂工艺中，注入的溶液中含有镱离子(Yb3+)、铝离子(Al3+)，镱离子(Yb3+)的浓度为0.1～0.3mol/L，铝离子(Al3+)的浓度为0.2～0.4mol/L。
  8. 如权利要求7所述的新波长双包层掺镱光纤，其特征在于：所述溶液浸泡的时间为60～120min。
  9. 如权利要求6所述的新波长双包层掺镱光纤，其特征在于：所述包层(5)的横截面呈正八边形。
  10. 如权利要求6所述的新波长双包层掺镱光纤，其特征在于：所述第一芯层(1)、第二芯层(2)、第三芯层(3)、第四芯层(4)、内涂层(6)、外涂层(7)的横截面均呈圆形。
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