一种石墨烯光纤的原位直接制备方法技术

本发明专利技术公开了一种石墨烯光纤的原位直接制备方法。该方法包括如下步骤：1)在光纤拉丝机上安装化学气相沉积设备，并将经拉丝机拉出的裸光纤置于所述设备腔体中，在惰性气氛保护下升温至500‑1700℃；2)保持步骤1)所述温度恒定，向步骤1)所述设备腔体中通入碳源和氢气进行化学气相沉积反应，反应完毕后关闭碳源并快速降至室温，得到石墨烯光纤。本发明专利技术制备的石墨烯光纤具有石墨烯结晶度高，分布均匀、层数可控和覆盖率高等特点，相比传统光纤具有高导电性、可饱和吸收和低能量损耗等优点，制备过程简单，与传统光纤生产工艺兼容，适合工业化连续生产，在高速光通信、光调制器、生物传感器和智能穿戴设备等领域具有广阔的应用前景。

Direct in situ preparation of a graphene fiber

The present invention discloses a direct in situ preparation method of graphene fiber. The method comprises the following steps: 1) by chemical vapor deposition equipment installed in fiber drawing machine, and the bare fiber in the drawing machine pulled out of the device in the cavity, under the protection of inert gas in heating up to 500 DEG C 1700; 2) to keep the temperature constant) step 1, step 1) to the the equipment in the cavity is pumped in carbon source and hydrogen chemical vapor deposition reaction, after the reaction of carbon source and quickly close to room temperature and the obtained graphene fiber. The preparation of graphene graphene fiber has high crystallinity, uniform distribution, and the coverage rate of higher layer controllable characteristics, compared with the traditional optical fiber with high conductivity, saturable absorption and low energy consumption, simple preparation process, compatible with the traditional fiber production process, suitable for industrial continuous production, has application prospect broad in high-speed optical communication, optical modulator, biological sensors and smart wearable devices etc..

【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯光纤的原位直接制备方法
本专利技术属于光纤材料领域，具体涉及一种原位直接制备石墨烯光纤的方法。
技术介绍
光纤是一种重要的非线性光学介质，其结构多种多样。它具有极强的光约束能力，可通过不同的结构设计实现对激光模式的灵活调控。由于具有宽频带、低损耗、长作用距离等优点，光纤成为现代光通信、光电互联、光传感和光计算系统中的核心基础器件。随着光纤激光技术日新月异的发展，与光纤相结合的高非线性系数、高光损伤阈值和低损耗的非线性光学晶体逐渐成为应用于现代光纤通信的重要材料，得到了研究者们的广泛关注。石墨烯是一种碳原子呈六方对称周期性排布的二维原子晶体材料，表现出非常优异的光学、电学和热学等性质，例如非线性极化率为10-7esu，高出硅材料近5个数量级；迁移率高达2×105cm2v-1s-1，是硅的100多倍；电阻率低至10-8Ω·m，比铜还低；透过率高达97.7％；热导率高达5000Wm-1K-1。作为优良的饱和吸收体，石墨烯具有宽波带、超快响应、调制深度可控以及可饱和吸收强度低等优点，可用于锁模或调Q脉冲激光器；作为良好的非线性光学介质，石墨烯具有很高的三阶非线性系数，可用于光纤通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种石墨烯光纤的原位直接制备方法，包括如下步骤：1)在光纤拉丝机上安装化学气相沉积设备，并将经拉丝机拉出的裸光纤置于所述化学气相沉积设备腔体中，在惰性气氛保护下升温至500‑1700℃；2)保持步骤1)所述温度恒定不变，向步骤1)所述设备腔体中通入碳源和氢气进行化学气相沉积反应，反应完毕后关闭碳源并快速降至室温，得到所述石墨烯光纤。

【技术特征摘要】
1.一种石墨烯光纤的原位直接制备方法，包括如下步骤：1)在光纤拉丝机上安装化学气相沉积设备，并将经拉丝机拉出的裸光纤置于所述化学气相沉积设备腔体中，在惰性气氛保护下升温至500-1700℃；2)保持步骤1)所述温度恒定不变，向步骤1)所述设备腔体中通入碳源和氢气进行化学气相沉积反应，反应完毕后关闭碳源并快速降至室温，得到所述石墨烯光纤。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，拉丝法得到的裸光纤选自多孔光纤、微纳光纤、D型光纤和常规光纤中的至少一种；所述光纤的材质为石英和混合氟化物中任一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述化学气相沉积设备为热壁化学气相沉积设备、冷壁化学气相沉积设备和等离子体增强化学气相沉积设备中任一种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠范，陈珂，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京,11