一种60微米细径熊猫型保偏光纤制造技术

本实用新型专利技术设计了一种60微米细径熊猫型保偏光纤，该光纤工作波长为1310nm和1550nm，包层直径为60μm，涂层直径为100μm，在纤芯的两侧对称分布2个圆形硼硅玻璃应力区，实现应力区型双折射，横截面上应力区的中心点距离光纤纤芯的距离为15至19μm，应力区面积为16至22μm，应力区掺杂浓度为应力区相对石英玻璃折射率差为‑0.010至‑0.016。本实用新型专利技术提出的60微米细径熊猫型保偏光纤，在高精度光纤陀螺应用,同样体积的环圈,绕制长度可以增加30％以上,在其他尺寸设计不变的情况下,进一步提高光纤陀螺的精度。

A 60 micron panda type polarization maintaining fiber

【技术实现步骤摘要】
一种60微米细径熊猫型保偏光纤
本技术属于保偏光纤制作
，尤其涉及一种60微米细径熊猫型保偏光纤。
技术介绍
光纤陀螺以其精度高、启动快、动态范围大、全固态、耐冲击、抗干扰强且寿命长等优势，成为当前各国争相应用和发展的导航器件。高精度光纤陀螺技术，涉及到光纤、光纤环圈、固定胶、绕环设备等一系列核心部件，发达国家多年来一直对我国实施禁运政策。赶超光纤陀螺高精度发展潮流，对国家航天、国防及工业技术的发展，具有非常重要的意义。在不断得到客户反馈的信息中，光纤陀螺市场高精度、小型化的发展方向愈加强烈，现有保偏光纤产品受到极大限制，为更好满足市场需求，目前光纤陀螺使用的保偏光纤基本上都是125/250，80/165和80/135，本技术提出的60微米细径熊猫型保偏光纤，光纤的截面积只有80/135光纤的55％,对于低精度光纤陀螺，环圈体积可以减少45％，可进一步降低光纤陀螺的尺寸，这就符合目前低精度光纤陀螺小型化的应用需求。在高精度光纤陀螺应用,同样体积的环圈,绕制长度可以增加30％以上,在其他尺寸设计不变的情况下,进一步提高光纤陀螺的精度。目前，相对于80/135的光纤，60/100光纤可以提高一个陀螺精度等级，通过使用60微米光纤，将绕制长度增加，从而增加相应的系统精度，另一种是维持光纤长度不变，减小光纤陀螺尺寸，为小型化低成本提供方案。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种60微米细径熊猫型保偏光纤，进一步提高光纤陀螺的精度，并且降低光纤陀螺的尺寸。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种60微米细径熊猫型保偏光纤，在纤芯的两侧对称分布2个圆形硼硅玻璃应力区，实现应力区型双折射，横截面上应力区的中心点距离光纤纤芯的距离为15至19μm，应力区面积为16至22μm，应力区掺杂浓度为应力区相对石英玻璃折射率差为-0.010至-0.016。按上述技术方案，包层直径为60±2μm，涂层直径为100±5μm。按上述技术方案，工作波长为1310nm和1550nm。按上述技术方案，包层外边采用紫外光固化的双层丙烯酸树脂材料，内涂层为缓冲层，其弹性模量在0.05至10mpa，外涂层为保护层，其弹性模量为500至3000mpa。本技术产生的有益效果是：采用模场匹配设计,使得60微米细径熊猫型光纤可以与陀螺上的其他器件如Y波导可以进行熔接，推进60微米细径熊猫型保偏光纤的工程化应用。其次，为了解决串音性能和损耗要求的平衡，本技术中优化了光纤设计，将传统弯曲不敏感光纤技术移植到细径保偏设计中，采用包层下陷，既可以阻止应力区中硼元素的扩散对衰减的影响，又可以抑制光纤纤芯的材料色散，同时也可以降低光纤纤芯中的二氧化锗的掺杂浓度，达到降低光纤瑞利散射损耗，进一步降低光纤损耗的目的，在此基础上，可进一步缩进应力区与纤芯的距离来提高串音水平。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1为本技术实施例60微米细径熊猫型保偏光纤光纤截面示意图；图2为本技术实施例光纤预制棒示意图；图3为本技术实施例拉丝装置示意图。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，本技术实施例中，60微米细径熊猫型保偏光纤工作波长为1310nm和1550nm，包层直径为60±2μm，涂层直径为100±5μm，内涂层直径为d2，外涂层直径为d3，在纤芯1的两侧对称分布2个圆形硼硅玻璃应力区，实现应力区型双折射。横截面上应力区5的中心点距离光纤纤芯的距离为15至19μm，应力区面积为16至22μm，应力区掺杂浓度为应力区相对石英玻璃折射率差为-0.010至-0.016。包层4外边采用紫外光固化的双层丙烯酸树脂材料，内涂层3为缓冲层，其弹性模量在0.05至10mpa，外涂层2为保护层，其弹性模量为500至3000mpa。该60微米细径熊猫型保偏光纤的制备过程中首先制备芯棒及应力棒7，用于制备芯棒和应力棒的设备为FCVD或者MCVD，通过控制MFC(质子流量计)的气体流量来控制预制棒的折射率剖面。应力棒后方还包括延长棒8、延长管9、专用堵头10。通过熔缩，打孔加工成光纤预制棒，打孔采用机械钻孔方式，打孔直径6为10至18mm，打孔行程在200至600mm，通过调节熔缩棒位置来控制打孔的间距，通过选用不同直径刀头来控制打孔的直径。光纤预制棒为圆柱形，芯区直径3至6mm,预制棒直径40至60mm之间，应力区直径在10至15mm之间；通过对芯区直径，芯区折射率，预制棒直径及应力区直径，应力区掺杂浓度，应力区间距的精确控制来控制光纤的截止波长，模场直径，拍长等参数。拉丝，在拉丝过程中，通过调整光纤直径及拉丝速度实现对光纤外径的控制。用于光纤拉丝的拉丝塔主要由送料机构、拉丝炉、涂覆装置、固化装置、直径测量、张力测量、收纤单元组成，通过送样速度、收纤速度、直径测量的PID闭环回路控制，拉丝速度在100至700m/min。本技术光纤可以符合以下表1的光纤指标：表1用于光纤拉丝的拉丝塔主要由导气管11、密封装置12、进料装置13、拉丝炉15、涂覆器一16、固化一17、涂覆器二18、固化二19、张力传感器20、收纤系统21组成。应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本技术所附权利要求的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种60微米细径熊猫型保偏光纤，其特征在于，在纤芯的两侧对称分布2个圆形硼硅玻璃应力区，实现应力区型双折射，横截面上应力区的中心点距离光纤纤芯的距离为15至19μm，应力区面积为16至22μm，应力区掺杂浓度为应力区相对石英玻璃折射率差为-0.010至-0.016。/n

【技术特征摘要】
1.一种60微米细径熊猫型保偏光纤，其特征在于，在纤芯的两侧对称分布2个圆形硼硅玻璃应力区，实现应力区型双折射，横截面上应力区的中心点距离光纤纤芯的距离为15至19μm，应力区面积为16至22μm，应力区掺杂浓度为应力区相对石英玻璃折射率差为-0.010至-0.016。


2.根据权利要求1所述的60微米细径熊猫型保偏光纤，其特征在于，包层直径为60±2μm，涂层...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐江河，孙谦，余倩卿，廉正刚，皮亚斌，
申请(专利权)人：武汉长盈通光电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42