光纤组分分析方法技术

本发明专利技术提供了一种光纤组分分析方法，包括：对待测光纤进行切割，以获得完整光洁的光纤端面；通过导电胶带将所述待测光纤固定在固定块上，所述固定块可导电；在所述待测光纤的表面镀一层导电膜；向所述光纤端面的待测部位轰击电子束；通过预设分光晶体分离所述待测光纤在电子束作用下激发的不同波长的特征X射线；根据所述特征X射线的波长分析所述待测光纤中所述待测部位所含元素的种类，从而确定所述待测光纤的组分。本发明专利技术提供的光纤组分分析方法在经过对光纤端面的处理、对光纤进行装载以及光纤表面导电层的沉积后，可对光纤中的组分进行分析，提供了一种对光纤组分进行分析的有效手段。

Fiber Component Analysis Method

The present invention provides an analysis method of optical fiber composition, which includes: cutting the measured optical fiber to obtain a complete and smooth optical fiber end surface; fixing the measured optical fiber on a fixed block by conductive tape, which is conductive; plating a conductive film on the surface of the measured optical fiber; bombarding an electron beam on the measured part of the optical fiber end surface; and presetting a spectroscopic crystal. The characteristic X-rays of different wavelengths excited by the optical fiber to be measured under the action of an electron beam are separated, and the types of elements contained in the parts to be measured in the optical fiber to be measured are analyzed according to the wavelength of the characteristic X-rays, so as to determine the composition of the optical fiber to be measured. The optical fiber component analysis method provided by the invention can analyze the components in the optical fiber after the treatment of the end face of the optical fiber, the loading of the optical fiber and the deposition of the conductive layer on the surface of the optical fiber, thus providing an effective means for the analysis of the optical fiber components.

【技术实现步骤摘要】
光纤组分分析方法
本专利技术涉及材料分析和光纤材料领域，具体而言，涉及一种光纤组分分析方法。
技术介绍
光纤激光器具有效率高、光束质量好、结构紧凑、易于热管理等优点，在激光加工、医疗、遥感以及军事领域极具应用前景。近年来，以掺稀土元素的石英玻璃光纤作为增益介质的光纤激光器发展迅速。稀土掺杂的有源光纤是光纤激光器的关键组成部分，光纤折射率分布是影响激光传输特性的重要参数，而光纤折射率分布由其材料组成决定，因此，准确地测量光纤组分浓度对于光纤研制工艺和光纤设计具有重要意义。目前，对于光纤材料组分分布尚缺乏标准的测试方法和手段。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种光纤组分分析方法，能够有效地对光纤中掺杂的组分成分进行分析。本专利技术提供一种光纤组分分析方法，包括：对待测光纤进行切割，以获得完整光洁的光纤端面；通过导电胶带将所述待测光纤固定在固定块上，所述固定块可导电；在所述待测光纤的表面镀一层导电膜；向所述光纤端面的待测部位轰击电子束；通过预设分光晶体分离所述待测光纤在电子束作用下激发的不同波长的特征X射线；根据所述特征X射线的波长分析所述待测光纤中所述待测部位所含元素的种类，从而确定所述待测光纤的组分。可选地，所述光纤端面与所述固定块的顶部齐平，所述导电胶带的顶部与所述光纤端面齐平。可选地，在根据所述特征X射线的波长分析所述待测光纤中所述待测部位所含元素的种类之后，所述方法还包括：根据所述待测部位所含元素的种类选择相应的标准样品，所述标准样品为已知组分浓度的样品；测量不同元素对应的标准样品在电子束作用下激发的特征X射线的强度。可选地，在根据所述特征X射线的波长分析所述待测光纤中所述待测部位所含元素的种类之后，所述方法还包括：测量所述待测光纤中不同元素的特征X射线的强度；将所述待测光纤不同元素的特征X射线的强度与对应的标准样品的特征X射线的强度进行对比，获得所述待测光纤中所述待测部位所含元素的浓度。可选地，在获得所述待测光纤中所述待测部位所含元素的浓度之后，所述方法还包括：根据所述待测部位所含元素的浓度，确定所述待测光纤的组分浓度。可选地，所述根据所述待测部位所含元素的种类选择相应的标准样品，包括：在元素的种类为稀土元素时，标准样品为稀土五磷酸盐，使用的分光晶体为LIFH；在元素的种类为铝Al时，标准样品为刚玉，使用的分光晶体为TAP；在元素的种类为磷P时，标准样品为磷灰石，使用的分光晶体为PETJ；在元素的种类为硅Si时，标准样品为石英，使用的分光晶体为TAP；在元素的种类为氟F时，标准样品为黄玉，使用的分光晶体为LED1；在元素的种类为锗Ge时，标准样品为锗酸铋，使用的分光晶体为TAP。可选地，在测量所述待测光纤中不同元素的特征X射线的强度之后，所述方法还包括：通过ZAF氧化物校正法对所述待测光纤以及所述标准样品之间的差异进行校正。可选地，在确定所述待测光纤的组分浓度之后，所述方法还包括：测量所述光纤端面上多个待测部位在电子束作用下激发的特征X射线的强度，所述多个待测部位中第i点在所述光纤端面上的半径为其中，(x0，y0)为所述光纤端面的圆心坐标，(xi，yi)为第i点的平面坐标；根据所述多个待测部位的测量结果，绘制所述待测光纤中各组分浓度随半径r的变化曲线。可选地，所述固定块为铜块。可选地，所述导电膜包括碳膜、金膜。相对现有技术，本专利技术提供的光纤组分分析方法在经过对光纤端面的处理、对光纤进行装载以及光纤表面导电层的沉积后，可对光纤中的组分进行分析，提供了一种对光纤组分进行分析的有效手段，且分析效果更加优异。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1示出了本专利技术所提供的光纤组分分析方法的流程图；图2示出了本专利技术分析方法中光纤装载的示意图；图3示出了本专利技术所提供的光纤组分分析方法的另一流程图；图4示出了本专利技术所提供的光纤组分分析方法的另一流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。下面结合附图，对本专利技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本专利技术的实施例提供了一种光纤组分分析的方法，近年来，以掺稀土元素的石英玻璃光纤作为增益介质的光纤激光器发展迅速，由于光纤折射率分布是影响激光传输特性的重要参数，而光纤折射率分布由其材料组成决定，因此，准确地测量光纤组分浓度对于光纤研制工艺和光纤设计具有重要意义，在本申请实施例中采用电子探针来对光纤组分进行定性以及定量分析。请参阅图1，图1示出了本实施例提供的光纤组分分析方法的流程图，其实现步骤如下：S1：对待测光纤进行切割，以获得完整光洁的光纤端面。由于电子探针要求分析样品表面平整光洁，而光纤裸纤的直径通常有：125μm、250μm、600μm、900μm等规格，同常见的分析样品相比，待测光纤本身就比较细小，而掺杂区域就更小，直径只有数十微米，因此在对光纤的端面进行处理时，需要使端面保持完整光洁，且没有损坏，若待测光纤的端面出现破裂，则破裂区域无法进行光纤组分的测量。在本申请实施例中提供的一种光纤端面的处理方式为使用专用的光纤切割刀对预先剥去聚合物涂层的光纤裸纤进行切割，能够有效避免研磨造成的破坏，可以获得较高质量的分析端面，通过切割法所获得的端面完整无损坏，满足电子探针对样品表面的要求，并且，采用切割法所获得的端面可以直接使用，不必再用偏反光显微镜进行观察判断。S2：通过导电胶带将所述待测光纤固定在固定块上。在一种现有的对样品进行分析的实施方式中，采用环氧树脂对待测样品进行包埋固定，然后研磨出待测样品的待测表面。若采用该种实施方式对光纤进行前期处理，由于待测光纤本身比较细小，而对其进行分析的端面是光纤的横截面，采用包埋处理方式光纤容易倾斜，且由于光纤材料本身不导电，需对光纤镀上一层导电膜，作包埋处理后能够蒸镀导电膜的区域大大减少。因此本申请实施例采用的光纤装载的实施方式为采用一个固定块作为待测光纤的安装台，能够对光纤起到固定作用，且固定块需能够导电，使用导电胶带将光纤贴合固定在固定块的侧面，导电胶带可以为扫描电镜专用导电胶带，在进行装载时，为使分析效果更好，将导电胶带的顶端与光纤切割后的端面齐平，光纤端面与固定块的顶部齐平，固定块可以为铜块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光纤组分分析方法，其特征在于，包括：对待测光纤进行切割，以获得完整光洁的光纤端面；通过导电胶带将所述待测光纤固定在固定块上，所述固定块可导电；在所述待测光纤的表面镀一层导电膜；向所述光纤端面的待测部位轰击电子束；通过预设分光晶体分离所述待测光纤在电子束作用下激发的不同波长的特征X射线；根据所述特征X射线的波长分析所述待测光纤中所述待测部位所含元素的种类，从而确定所述待测光纤的组分。

【技术特征摘要】
1.一种光纤组分分析方法，其特征在于，包括：对待测光纤进行切割，以获得完整光洁的光纤端面；通过导电胶带将所述待测光纤固定在固定块上，所述固定块可导电；在所述待测光纤的表面镀一层导电膜；向所述光纤端面的待测部位轰击电子束；通过预设分光晶体分离所述待测光纤在电子束作用下激发的不同波长的特征X射线；根据所述特征X射线的波长分析所述待测光纤中所述待测部位所含元素的种类，从而确定所述待测光纤的组分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光纤端面与所述固定块的顶部齐平，所述导电胶带的顶部与所述光纤端面齐平。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据所述特征X射线的波长分析所述待测光纤中所述待测部位所含元素的种类之后，所述方法还包括：根据所述待测部位所含元素的种类选择相应的标准样品，所述标准样品为已知组分浓度的样品；测量不同元素对应的标准样品在电子束作用下激发的特征X射线的强度。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在根据所述特征X射线的波长分析所述待测光纤中所述待测部位所含元素的种类之后，所述方法还包括：测量所述待测光纤中不同元素的特征X射线的强度；将所述待测光纤不同元素的特征X射线的强度与对应的标准样品的特征X射线的强度进行对比，获得所述待测光纤中所述待测部位所含元素的浓度。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在获得所述待测光纤中所述待测部位所含元素的浓度之后，所述方法还包括：根据所述待测部位所含...

【专利技术属性】
技术研发人员：高聪，张立华，李好，代江云，刘念，姜蕾，贺红磊，吕嘉坤，欧光亮，林傲祥，王建军，景峰，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川,51