本发明专利技术公开了一种蓝宝石锥形光纤的制备方法。它使用激光加热基座法生长装置，先在横截面为圆形的蓝宝石晶体源棒顶端熔化形成稳定熔区，再将蓝宝石光纤籽晶点入到蓝宝石晶体源棒顶端熔区形成蓝宝石光纤生长熔区；接着将蓝宝石光纤籽晶向上提拉，同时将蓝宝石晶体源棒向上馈送，直至稳定生长形成蓝宝石锥形光纤的粗端。在保持蓝宝石晶体源棒馈送速度Vs不变的条件下，改变蓝宝石光纤籽晶的提拉速度，直至形成蓝宝石锥形光纤的细端,由此在蓝宝石光纤的粗端与细端之间形成蓝宝石光纤锥形区。当生长出的蓝宝石光纤达到所需长度后结束蓝宝石锥形光纤生长，对蓝宝石锥形光纤两端进行切割、抛光得到蓝宝石锥形光纤。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属于无源光纤器件领域。
技术介绍
锥形光纤可以广泛应用于光纤与光纤、光源与光纤、光纤与光学元件之间的耦合， 也可以用于光纤信号传输系统中的模式控制，是一种常用的无源光纤器件。通常锥形光纤材料采用普通的玻璃或石英材料，其制备方法有熔拉法、腐蚀法和拉丝机直接拉制法。熔拉法和腐蚀法都是在普通玻璃光纤的基础上再加工，适宜于制作较短的锥形光纤，拉丝机直接拉制法可以直接拉制较长的锥形玻璃光纤。但是普通的石英玻璃锥形光纤由于受到石英玻璃材料熔点等限制，难于使用于高功率光纤激光器输入输出耦合，因此发展适用于更高功率输入输出耦合的锥形光纤耦合器是非常必要的。蓝宝石光学材料在0. 2 μ m 4. 0 μ m波段范围具有低的光学损耗，同时其熔点高达2045°C，是一种优良的耐高温光学材料。基于蓝宝石光学晶体材料制备的蓝宝石光纤既具有蓝宝石光学材料优良的光学特性又有光波导的特点，是目前少数实用的耐高温光纤波导。蓝宝石光纤可以广泛应用于高温光纤传感、红外光学传输、大功率激光输入输出耦合等应用场合。蓝宝石锥形光纤由于蓝宝石光纤材料宽的低损耗光学透过波段，高的工作温度和高温光学稳定性，非常适用于高功率光纤激光器等的输入输出耦合，具有重要的应用前景。不同于通常的玻璃光纤制备方法，蓝宝石光纤由于本质上是一种光学晶体材料， 因此往往需要按照晶体生长的方法制备蓝宝石光纤，目前常用的蓝宝石光纤制备方法有导模法(也称ER；法)和激光加热基座法(也称LHPG法)，导模法用于制备固定直径的蓝宝石光纤，所制备的蓝宝石光纤直径较为均勻，适合相同规格批量蓝宝石光纤制备；激光加热基座法相对灵活多样，可以制备各种不同直径蓝宝石光纤。本专利技术利用激光加热基座法制备蓝宝石锥形光纤。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有玻璃材料锥形光纤耦合器技术的不足和缺陷，提供一种耐高温的、适于高功率光纤激光器输入输出耦合的。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是，该如下将横截面为圆形的蓝宝石晶体源棒安装到激光加热基座法生长装置的源棒夹具中；将蓝宝石光纤籽晶安装到激光加热基座法生长装置的的籽晶夹具中；两束CO2激光束聚焦到蓝宝石晶体源棒的顶端使其熔化形成稳定熔区；将蓝宝石光纤籽晶下降点入到蓝宝石晶体源棒顶端熔区形成蓝宝石光纤生长熔区；接着将蓝宝石光纤籽晶以第一提拉速度Vn向上提拉，同时将蓝宝石晶体源棒以馈送速度Vs向上馈送，直至稳定生长形成蓝宝石锥形光纤的粗端，蓝宝石光纤的第一提拉速度&与馈送速度^满足以下式(1)所示的关系权利要求1.一种，其特征在于将横截面为圆形的蓝宝石晶体源棒(7)安装到激光加热基座法生长装置的源棒夹具中；将蓝宝石光纤籽晶(4)安装到激光加热基座法生长装置的的籽晶夹具中；两束CO2激光束聚焦到蓝宝石晶体源棒(7)的顶端使其熔化形成稳定熔区；将蓝宝石光纤籽晶(4)下降点入到蓝宝石晶体源棒(7)顶端熔区形成蓝宝石光纤生长熔区(6);接着将蓝宝石光纤籽晶 (4)以第一提拉速度Vn向上提拉，同时将蓝宝石晶体源棒(7)以馈送速度Vs向上馈送，直至稳定生长形成蓝宝石锥形光纤的粗端(1)，蓝宝石光纤的第一提拉速度Vn与馈送速度Vs 满足以下式(1)所示的关系2.根据权利要求1所述的，其特征在于所述蓝宝石锥形光纤的粗端直径为100 μ m 1000 μ m,蓝宝石锥形光纤的细端直径小于粗端直径。全文摘要本专利技术公开了一种。它使用激光加热基座法生长装置，先在横截面为圆形的蓝宝石晶体源棒顶端熔化形成稳定熔区，再将蓝宝石光纤籽晶点入到蓝宝石晶体源棒顶端熔区形成蓝宝石光纤生长熔区；接着将蓝宝石光纤籽晶向上提拉，同时将蓝宝石晶体源棒向上馈送，直至稳定生长形成蓝宝石锥形光纤的粗端。在保持蓝宝石晶体源棒馈送速度Vs不变的条件下，改变蓝宝石光纤籽晶的提拉速度，直至形成蓝宝石锥形光纤的细端,由此在蓝宝石光纤的粗端与细端之间形成蓝宝石光纤锥形区。当生长出的蓝宝石光纤达到所需长度后结束蓝宝石锥形光纤生长，对蓝宝石锥形光纤两端进行切割、抛光得到蓝宝石锥形光纤。文档编号C30B29/20GK102212874SQ20111013962公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月27日 优先权日2011年5月27日专利技术者叶林华, 吴月霞, 邓湘元 申请人:浙江大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种蓝宝石锥形光纤的制备方法，其特征在于：将横截面为圆形的蓝宝石晶体源棒（７）安装到激光加热基座法生长装置的源棒夹具中；将蓝宝石光纤籽晶（４）安装到激光加热基座法生长装置的的籽晶夹具中；两束ＣＯ２激光束聚焦到蓝宝石晶体源棒（７）的顶端使式（２）所示的关系： （２）式（２）中Ｄｆ２为蓝宝石光纤细端直径；当生长出的蓝宝石光纤达到所需长度后结束蓝宝石锥形光纤生长，对蓝宝石锥形光纤两端进行切割、抛光得到蓝宝石锥形光纤。源棒（７）的馈送速度Ｖｓ不变的条件下，将蓝宝石光纤籽晶（４）以第二提拉速度 Ｖｆ２向上提拉，直至形成蓝宝石锥形光纤的细端（３），由此在蓝宝石光纤的粗端与细端之间形成蓝宝石光纤锥形区（２），蓝宝石光纤的第二提拉速度Ｖｆ２与馈送速度Ｖｓ满足以下形光纤的粗端（１），蓝宝石光纤的第一提拉速度Ｖｆ１与馈送速度Ｖｓ满足以下式（１）所示的关系： （１）式（１）中，Ｄｆ１、Ｄｓ 分别为蓝宝石光纤粗端的直径和蓝宝石晶体源棒的直径； 在保持蓝宝石晶体其熔化形成稳定熔区；将蓝宝石光纤籽晶（４）下降点入到蓝宝石晶体源棒（７）顶端熔区形成蓝宝石光纤生长熔区（６）；接着将蓝宝石光纤籽晶（４）以第一提拉速度Ｖｆ１向上提拉，同时将蓝宝石晶体源棒（７）以馈送速度Ｖｓ向上馈送，直至稳定生长形成蓝宝石锥...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：叶林华，吴月霞，邓湘元，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：86
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