The invention provides a method for preparing doped single crystal multi-core optical fiber and doped single crystal multi-core optical fiber. The doped single crystal multi-core optical fiber contains two or more doped single crystal fiber cores in the same quartz cladding layer, and consists of a low refractive index silica, a quartz glass and a high refractive index doped single crystal to form an optical fiber waveguide structure. Is to obtain a porous optical fiber preform, and then pulled through porous capillary, then under high pressure and high temperature will melt into the crystal doped microporous silica capillary in the formation of multi crystal core, finally through the transverse heating makes core single crystal and other steps to prepare silica cladding doped single crystal multi core fiber. The melt is injected into the capillary porous combination and subsequent crystal growth, doped single crystal multi core fiber has a core wire diameter controllable length, number and location of any arrangement etc. developed by using the method, can be used for small and micro phase modulator, optical switch and control online photon interferometer.
【技术实现步骤摘要】
一种掺杂单晶多芯光纤的制备方法及掺杂单晶多芯光纤
本专利技术涉及的是一种光纤,特别涉及一种掺杂单晶多芯光纤。本专利技术还涉及这种光纤的制造方法。
技术介绍
单晶光纤也被称为晶体纤维或纤维晶体,它是将晶体材料生长为纤维状的单晶体,直径在几微米到数百微米之间,它兼备块状晶体和一般石英光纤的功能。与块状晶体相比,单晶光纤具有体积小、集成度高、能与石英光纤相耦合等特点,与一般石英光纤相比具有质量高、物理效应强、功能全、能更好地与各类可见与非可见光波段的激光器相匹配,能用于大功率激光的传输等优点,在光电子学领域中具有重要的实用价值。普通的纯净单晶体功能有限,为得到所期望的物理性质,常需要在晶体中掺入杂质元素,例如在非线性光学铌酸锂晶体中掺入Mg元素能增强抗激光损伤能力,掺入钛、氢元素能提高晶体折射率;在半导体硅晶体中掺入一定量的磷,得到n型半导体,掺入一定量的铝或稼,得到p型半导体;在晶体中掺入镧系元素能得到荧光特性材料等。通常的晶体光纤生长方法有,(1)导模法,涉及到的文献和报道有:[1]NorioOhnishiandTakafumiYao,ANovelGrowthTechniqueforSingle-CrystalFibers:TheMicro-Czochralski(μ-CZ)Method,Jpn.J.Appl.Phys.,28(2):L278-L280;1989;[2]Dae-HoYoon,IchiroYonenaga,TsuguoFukuda,NorioOhnishi,Crystalgrowthofdislocation-freeLiNbO3singlec ...
【技术保护点】
一种掺杂单晶多芯光纤的制备方法,其特征是:步骤一:通过堆积束法或石英棒打孔法获得多孔光纤预制棒,并用氢氧焰对多孔光纤预制棒一端进行加热密封,然后配合抽气、充气装置,利用光纤拉丝塔在1900℃以上的温度将多孔光纤预制棒拉制成多孔毛细管;步骤二:将装有掺杂多晶粉末的铂金内坩埚嵌套于密封的钨外坩埚中,一起放置于高温马弗炉内以稍高于多晶粉末熔点的温度加热致内坩埚中的掺杂多晶粉末完全熔化处于过热状态,然后通过外坩埚密封盖上一凸起内孔向外坩埚内部中充入惰性气体,维持恒定正压力,多孔毛细管一端从外坩埚密封盖上的另一凸起内孔插入到内坩埚熔体中,多孔毛细管另一端与外部抽气装置相连,使得毛细管孔内形成恒定负压,在充气正压与抽气负压作用下,熔融液体快速充满毛细管的多孔中,降温消除光纤内应力,熔体固化变成多晶,得到掺杂多晶多芯光纤;步骤三:将制备的掺杂多晶多芯光纤放置于带有旋转夹具的水平光纤拉锥机上,光纤在横向旋转的同时,微加热装置沿导轨从一端向另一端移动加热光纤,微加热装置中心温高于纤芯多晶体熔点但低于石英软化点温度,此时掺杂多晶多芯光纤中的纤芯被加热成熔体,外部包层保持石英玻璃固态,在微尺寸毛细管内孔及温 ...
【技术特征摘要】
1.一种掺杂单晶多芯光纤的制备方法,其特征是:步骤一:通过堆积束法或石英棒打孔法获得多孔光纤预制棒,并用氢氧焰对多孔光纤预制棒一端进行加热密封,然后配合抽气、充气装置,利用光纤拉丝塔在1900℃以上的温度将多孔光纤预制棒拉制成多孔毛细管;步骤二:将装有掺杂多晶粉末的铂金内坩埚嵌套于密封的钨外坩埚中,一起放置于高温马弗炉内以稍高于多晶粉末熔点的温度加热致内坩埚中的掺杂多晶粉末完全熔化处于过热状态,然后通过外坩埚密封盖上一凸起内孔向外坩埚内部中充入惰性气体,维持恒定正压力,多孔毛细管一端从外坩埚密封盖上的另一凸起内孔插入到内坩埚熔体中,多孔毛细管另一端与外部抽气装置相连,使得毛细管孔内形成恒定负压,在充气正压与抽气负压作用下,熔融液体快速充满毛细管的多孔中,降温消除光纤内应力,熔体固化变成多晶,得到掺杂多晶多芯光纤;步骤三:将制备的掺杂多晶多芯光纤放置于带有旋转夹具的水平光纤拉锥机上,光纤在横向旋转的同时,微加热装置沿导轨从一端向另一端移动加热光纤,微加热装置中心温高于纤芯多晶体熔点但低于石英软化点温度,此时掺杂多晶多芯光纤中的纤芯被加热成熔体,外部包层保持石英玻璃固态,在微尺寸毛细管内孔及温度梯度动力作用下纤芯熔体结晶形核、长大生成单晶体,制成掺杂单晶多芯光纤;步骤四:当夹具两端之间的光纤纤芯完成单晶化后,移动未单晶化的光纤部分至旋转夹具两端,重复步骤一至三的过程,...
【专利技术属性】
技术研发人员:张涛,辛一凡,王敬轩,佟成国,李见奇,耿涛,王鹏飞,苑立波,
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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