The invention relates to a ytterbium-doped quartz fiber with anti-darkening property and a preparation method thereof. Specifically, the invention provides a ytterbium-doped quartz optical fiber which resists darkening. The glass of the optical fiber mandrel includes at least Yb2O3, Al2O3, P2O5 and SiO 2. The proportion of Yb2O3, Al2O3 and P2O 5 in the whole material is Yb2O3:0.05-0.3 mol, Al2O3:1-3 mol, and P2O5:1-5 mol, respectively. The invention also provides a preparation method of ytterbium-doped quartz optical fibers which resist darkening. The invention combines the sol-gel method with the improved chemical vapor deposition method, and uses the molecular level homogeneity and the advantages of low loss preparation to effectively mix the ytterbium ion and the aluminum ion phosphorus ion into the quartz matrix, thereby effectively solving the problems of high optical fiber loss, light darkening caused by clusters, and central depression of refractive index.
【技术实现步骤摘要】
一种抗光暗化的掺镱石英光纤及其制备方法
本专利技术涉及光纤领域，具体地涉及一种抗光暗化的掺镱石英光纤及其制备方法。
技术介绍
掺镱石英光纤是1μm光纤激光器的核心元件。随着半导体激光器泵浦与激光耦合等能量光电子技术的飞速发展，掺镱光纤激光器的功率也从最初的瓦级发展到万瓦级。然而，随着激光功率的升高，掺镱石英光纤中出现输出功率随运行时间的增加而降低的现象，该现象称为光暗化现象。光暗化现象大大制约了高功率掺镱光纤激光器的寿命和稳定性。掺镱石英光纤光暗化现象产生的原因主要有以下几个方面。首先是色心，关于色心产生的原因，英国南安普顿大学的S.Yoo(ElectronicsLetters，2010，第46卷，第3期，243)认为色心的形成分为两步，首先是掺镱光纤在辐照条件下结构中的氧缺陷会放出电子，然后临近的镱离子格位通过俘获电子形成色心；文献(OpticsExpress，2014，第22卷，第7期，7638)则认为光纤材料中三价镱离子得到电子发生价态改变：Yb3+→Yb2+，并在氧配位键周围形成空穴，进而诱导产生色心。其次是镱离子团簇，文献(OpticsExpress，2...
【技术保护点】
1.一种抗光暗化的掺镱石英光纤，其特征在于，光纤芯棒的玻璃至少包括Yb2O3、Al2O3、P2O5、SiO2，其中，Yb2O3、Al2O3、P2O5在整个物质中的占比分别为：Yb2O3：0.05～0.3mol％，Al2O3：1～3mol％，P2O5：1～5mol％。
【技术特征摘要】
1.一种抗光暗化的掺镱石英光纤，其特征在于，光纤芯棒的玻璃至少包括Yb2O3、Al2O3、P2O5、SiO2，其中，Yb2O3、Al2O3、P2O5在整个物质中的占比分别为：Yb2O3：0.05～0.3mol％，Al2O3：1～3mol％，P2O5：1～5mol％。2.一种抗光暗化的掺镱石英光纤的制备方法，其特征在于，制备方法至少包括：将溶胶凝胶法和浸泡法应用到改进的化学气相沉积法中制备镱铝磷掺杂二氧化硅疏松体，再经过脱水、脱碳、塌缩、光纤拉制后最终制得抗光暗化的掺镱石英光纤。3.如权利要求2所述的抗光暗化的掺镱石英光纤的制备方法，其特征在于，制备所述的镱铝磷掺杂二氧化硅疏松体需要用到Yb3+，Al3+，P5+三掺的氧化硅透明溶胶液；所述Yb3+，Al3+，P5+三掺的氧化硅透明溶胶液的制备方法包括步骤S1：首先按照预设的摩尔百分比称量镱源、铝源、磷酸，然后配置正硅酸乙酯、水、乙醇的混合溶液，最后将所述的镱源、铝源和磷酸依次加入所述的混合溶液中，充分混合后即可得到Yb3+，Al3+，P5+三掺的氧化硅透明溶胶液。4.如权利要求2和3所述的抗光暗化的掺镱石英光纤的制备方法，其特征在于，制备所述镱铝磷掺杂二氧化硅疏松体包括以下步骤：S2：抛光，向沉积管中通入六氟化硫和氧气，然后加热沉积管至2000℃，对沉积管内壁进行化学抛光处理；S3：沉积，向抛光后的沉积管通入四氯化硅和氧气，加热沉积管至1400-1600℃，沉积二氧化硅疏松体；S4：浸泡，将沉积管部分浸泡于步骤S1所述的氧化硅透明溶胶液中，得到镱铝磷掺杂二氧化硅疏松体。5.如权利要求4所述的抗光暗化的掺镱石英光纤的制备方法，其特征在于，将所述镱铝磷掺杂二氧化硅疏松体经过脱水、脱碳、塌缩、光纤拉制后获得抗光暗化的掺镱石英光纤的方法包括以下步骤：S5：脱水，向步骤S4得到的沉积管中通入氯气和氧气，加热沉积管至900-1100℃，即完成脱水工序；S6：脱碳，继续向沉积管中通入氧气和氦气，加热沉积管至1100-1300℃，完成脱碳工序；S7：塌缩，加热沉积管至2200℃以上，将沉积管缩成实心棒，即完成光纤预制棒的制备；S8：光纤拉制，将光纤预制棒置入光纤拉丝塔处理形成光纤，光纤外径符合要求时，对光纤外部涂敷胶并固化，即得到所需光纤。6.如权...
【专利技术属性】
技术研发人员：楼风光，胡丽丽，于春雷，王孟，张磊，许晓青，陈丹平，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。