一种空芯光纤预制棒、光纤及其制备方法技术

本发明专利技术属于光纤通信技术领域，公开了一种空芯光纤预制棒、光纤及其制备方法。本发明专利技术提供的空芯光纤预制棒包括套管和反谐振单元，套管为管状结构，若干反谐振单元等间距地固定设置在套管的内壁上，若干反谐振单元围成的区域构成空芯光纤预制棒的中心孔；反谐振单元由一种或多种毛细管构成，反谐振单元中的至少一种毛细管具有缺圆结构。本发明专利技术能够实现空芯光纤中反谐振单元的精确定位。中反谐振单元的精确定位。中反谐振单元的精确定位。

【技术实现步骤摘要】
一种空芯光纤预制棒、光纤及其制备方法


[0001]本专利技术属于光纤通信
，更具体地，涉及一种空芯光纤预制棒、光纤及其制备方法。

技术介绍

[0002]空芯微结构光纤具有结构简单、空芯单模导光、传输谱宽的特点，在光与填充物质相互作用、非线性光学、气体检测、气体激光产生、光流体技术等领域都具有重要的应用；大空气孔纤芯导光具有超低的瑞利散射、低非线性系数、色散可调特性，可以提供更高的激光损伤阈值，使其在高功率激光传输、紫外/中红外光传输、脉冲压缩和光孤子传输等方面有潜在的应用；空气芯的超低损耗、低色散、低非线性、接近光速的传播速度，可实现空芯光纤通信传输及通信器件的开发，为下一代超大容量、低延迟、高速光通信系统的建设发展奠定基础。
[0003]空芯光纤在设计和应用方面有很大优势，然而其传输损耗一直高于传统的石英光纤，近年发现基于反谐振原理的空芯光纤在合理的结构设计之下，能有效减小传输损耗，具有作为超长距离通信光纤的潜力。虽然已知的反谐振空芯光纤，特别是具有嵌套结构元件的光纤，能够显著降低光纤的衰减，但是由于其内部几何形状较为复杂，且几何上的微小偏差都可能导致反谐振条件发生变化，使得精确且可重复地生产它们变得困难。如何实现空芯光纤中反谐振单元的精确定位、确保轴向均匀性，是本领域的一个重要课题。

技术实现思路

[0004]本专利技术通过提供一种空芯光纤预制棒、光纤及其制备方法，解决现有技术中空芯光纤的反谐振单元难以实现精确定位的问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种空芯光纤预制棒，包括：套管和反谐振单元；所述套管为管状结构，若干所述反谐振单元等间距地固定设置在所述套管的内壁上，若干所述反谐振单元围成的区域构成空芯光纤预制棒的中心孔；所述反谐振单元由一种或多种毛细管构成，所述反谐振单元中的至少一种毛细管具有缺圆结构。
[0006]优选的，所述反谐振单元由多种具有不同尺寸的毛细管嵌套而成，且多种毛细管中至少有一种毛细管具有缺圆结构。
[0007]优选的，所述反谐振单元由一种具有缺圆结构的毛细管构成，所述毛细管的缺口朝向所述套管的内壁。
[0008]优选的，所述反谐振单元的数量大于等于4。
[0009]优选的，构成所述反谐振单元的多种毛细管具有不同的直径并具有相同的缺圆弦长，多种毛细管根据直径从大到小依次编号为1至n，多种毛细管之间满足以下公式：
[0010]sinθ
i
·
(D
i
‑
T
i
)＝sinθ
i+1
·
D
i+1
[0011]式中，θ
i
为第i种毛细管的缺圆角度，D
i
为第i种毛细管的外径，T
i
为第i种毛细管的壁厚，θ
i+1
为第i+1种毛细管的缺圆角度，D
i+1
为第i+1种毛细管的外径，i取1至n
‑
1；
[0012]多种毛细管嵌套在一起且在各毛细管的缺口对齐后固接，得到所述反谐振单元，所述反谐振单元的缺口朝向所述套管的内壁。
[0013]优选的，第i种毛细管的壁厚T
i
与第i种毛细管的外径D
i
的比值大于等于20％。
[0014]优选的，所述反谐振单元由两种具有不同尺寸的毛细管构成，所述反谐振单元为外缺圆、内正圆的双层反谐振单元，所述双层反谐振单元中外缺圆的缺口朝向所述套管的内壁。
[0015]优选的，所述反谐振单元由两种具有不同尺寸的毛细管构成，所述反谐振单元为外正圆、内缺圆的双层反谐振单元。
[0016]优选的，通过机械磨削或线切割或激光切割的方式，对所述毛细管进行处理形成缺口，得到所述缺口结构。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种空芯光纤的制备方法，包括以下步骤：
[0018]将上述的空芯光纤预制棒作为初级预制棒，对所述初级预制棒进行高温拉丝得到中间体；
[0019]将若干所述中间体套入外套管中组装得到次级预制棒；
[0020]对所述次级预制棒进行拉制得到空芯光纤。
[0021]第三方面，本专利技术提供一种空芯光纤，采用上述的空芯光纤的制备方法制备得到。
[0022]优选的，所述空芯光纤的包层直径大于等于100um。
[0023]优选的，所述空芯光纤的传输损耗≤30dB/km。
[0024]本专利技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
[0025]本专利技术提供的空芯光纤预制棒包括套管和若干反谐振单元，反谐振单元由一种或多种毛细管构成，反谐振单元中的至少一种毛细管具有缺圆结构，通过圆缺结构的设计，有助于多种毛细管之间进行稳固的连接和/或有助于反谐振单元与套管之间形成稳固的连接，有助于避免反谐振单元在堆棒过程中出现方位角偏移的情况发生，进而能够实现反谐振单元的精确定位，保证轴向的均匀性。此外，在反谐振单元由多种毛细管构成的情况下，即空芯光纤预制棒为多层嵌套结构的空芯光纤预制棒时，本专利技术在增加反谐振层数的同时还能保持方位角，能进一步降低光纤的衰减，特别适合长距离、高均匀性的空芯光纤制备。由于预制棒的上述优点，在利用空芯光纤预制棒制备空芯光纤的拉丝过程中也能够避免反谐振单元的方位角偏移，确保空芯光纤中反谐振单元的精确定位、确保轴向均匀性，使得精确且可重复地生产空芯光纤变得容易。此外，本专利技术相对于现有技术，没有引入其他的材料对反谐振单元进行定位(例如，额外插入其他材料制备的定位模板)，从而可以减少杂质的污染，提高光纤的衰减性能和强度性能。
附图说明
[0026]图1为本专利技术实施例1提供的一种空芯光纤预制棒的结构示意图；
[0027]图2为本专利技术实施例1提供的一种空芯光纤预制棒中第一毛细管加工前后、第二毛细管加工前后的结构示意图；
[0028]图3为本专利技术实施例1提供的一种空芯光纤预制棒中反谐振单元的结构示意图；
[0029]图4为本专利技术实施例2提供的一种空芯光纤预制棒的结构示意图；
[0030]图5为本专利技术实施例3提供的一种空芯光纤预制棒的结构示意图；
[0031]图6为本专利技术实施例4提供的一种空芯光纤预制棒的结构示意图；
[0032]图7为本专利技术实施例5提供的一种空芯光纤预制棒的结构示意图。
具体实施方式
[0033]为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
[0034]本专利技术提供一种空芯光纤预制棒，包括：套管和反谐振单元；所述套管为管状结构，若干所述反谐振单元等间距地固定设置在所述套管的内壁上，若干所述反谐振单元围成的区域构成空芯光纤预制棒的中心孔；所述反谐振单元由一种或多种毛细管构成，所述反谐振单元中的至少一种毛细管具有缺圆结构。
[0035]其中，所述反谐振单元的数量大于等于4，优选方案中所述反谐振单元的数量为5或6。
[0036本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空芯光纤预制棒，其特征在于，包括：套管和反谐振单元；所述套管为管状结构，若干所述反谐振单元等间距地固定设置在所述套管的内壁上，若干所述反谐振单元围成的区域构成空芯光纤预制棒的中心孔；所述反谐振单元由一种或多种毛细管构成，所述反谐振单元中的至少一种毛细管具有缺圆结构。2.根据权利要求1所述的空芯光纤预制棒，其特征在于，所述反谐振单元由多种具有不同尺寸的毛细管嵌套而成，且多种毛细管中至少有一种毛细管具有缺圆结构。3.根据权利要求1所述的空芯光纤预制棒，其特征在于，所述反谐振单元由一种具有缺圆结构的毛细管构成，所述毛细管的缺口朝向所述套管的内壁。4.根据权利要求1所述的空芯光纤预制棒，其特征在于，所述反谐振单元的数量大于等于4。5.根据权利要求2所述的空芯光纤预制棒，其特征在于，构成所述反谐振单元的多种毛细管具有不同的直径并具有相同的缺圆弦长，多种毛细管根据直径从大到小依次编号为1至n，多种毛细管之间满足以下公式：sinθ
i
·
(D
i
‑
T
i
)＝sinθ
i+1
·
D
i+1
式中，θ
i
为第i种毛细管的缺圆角度，D
i
为第i种毛细管的外径，T
i
为第i种毛细管的壁厚，θ
i+1
为第i+1种毛细管的缺圆角度，D
i+1
为第i+1种毛细管的外径，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，张磊，王瑞春，肖市繁，田巧丽，
申请(专利权)人：长飞光纤光缆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：