光纤纤芯、光纤及制造方法技术

本申请涉及一种光纤纤芯、光纤及制造方法，通过改进光纤纤芯的结构，使光纤纤芯的芯径沿其轴向呈周期性变化。本申请将光纤纤芯的芯径设计成周期性变化，使得光纤纤芯包括小尺寸段和大尺寸段，其中大尺寸段可以提供更大的模场面积，降低光纤纤芯中激光的功率密度，可以充分抑制受激拉曼散射效应，解决了现有技术中激光在光纤中传输时受到受激拉曼散射效应影响的问题。影响的问题。影响的问题。

【技术实现步骤摘要】
光纤纤芯、光纤及制造方法


[0001]本申请光纤
，尤其涉及一种光纤纤芯、光纤及制造方法。

技术介绍

[0002]归功于高功率光纤激光器的独有优势，如转化效率高、光束质量好、热管理性能好和结构紧凑等，其逐渐取代传统的固体激光器，被广泛应用于工业加工、生物医疗等诸多领域。近年来，光纤激光器输出功率的提升不断受到挑战，其主要受到受激拉曼散射效应的限制，严重制约着光纤激光器输出功率的提升。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种光纤纤芯，解决了现有技术中激光在光纤中传输时受到受激拉曼散射效应影响的问题。
[0004]为了达到上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0005]在第一方面实施例中，本申请提供一种光纤纤芯，所述光纤纤芯的芯径沿轴向呈周期性变化。
[0006]本申请通过改进光纤纤芯的结构，使光纤纤芯的芯径沿其轴向呈周期性变化。本申请将光纤纤芯的芯径设计成周期性变化，使得光纤纤芯包括小尺寸段和大尺寸段，其中大尺寸段可以提供更大的模场面积，降低光纤纤芯中激光的功率密度，可以充分抑制受激拉曼散射效应，解决了现有技术中激光在光纤中传输时受到受激拉曼散射效应影响的问题。
[0007]在一些实施方式中，所述光纤纤芯的芯径沿轴向呈周期函数变化。
[0008]在一些实施方式中，所述周期函数形式包括正弦函数、矩形波函数、正半周三角波函数与正半周梯形波函数中的一种。
[0009]在一些实施方式中，所述光纤纤芯的内径范围为10～50微米。
[0010]在一些实施方式中，所述周期性变化的长度范围为0.5～3米。
[0011]在第二方面实施例中，本申请提供一种光纤，包括如前任一所述的光纤纤芯，还包括内包层、外包层和保护层，所述内包层包覆所述纤芯，所述外包层包覆所述内包层，所述保护层包覆所述外包层。
[0012]在一些实施方式中，所述光纤纤芯的折射率大于所述内包层的折射率，所述内包层的折射率大于所述外包层的折射率；所述纤芯的折射率大于所述保护层的折射率，所述保护层的折射率大于所述外包层的折射率。
[0013]在一些实施方式中，所述外包层和所述保护层的外径沿轴向恒定不变。
[0014]在第三方面实施例中，本申请提供一种光纤纤芯制造方法，所述光纤纤芯制造方法用于制造如前任一所述的光纤纤芯，包括：
[0015]加热光纤预制棒的下端，使其达到熔融软化状态，并在重力作用下形成玻璃头下坠拉丝；
[0016]将拉丝速度设置为u1，拉丝时间为n1；
[0017]以a1的加速度，将拉丝速度从u1降低到u2，拉丝时间为n2；
[0018]将拉丝速度设置为u2，拉丝时间为n3；
[0019]以a1的加速度，将拉丝速度从u2提高到u1，拉丝时间为n2；
[0020]将拉丝速度设置为u1，拉丝时间为n1；
[0021]重复前述步骤；
[0022]其中，u1＞u2，u2＞0；a1＞0；n1＞0，n2≥0，n3≥0。
[0023]在第四方面实施例中，本申请提供一种光纤制造方法，包括：
[0024]对以前述光纤纤芯制造方法制造的光纤纤芯进行两次涂覆，分别形成所述外包层和所述保护层，并同时对涂覆好的所述光纤进行紫外固化处理。
[0025]本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]附图中的方法将根据示例性实施例进一步描述。这些示例性实施例将参照图纸进行详细描述。这些示例性实施例是非限制的示例性实施例，其中示例数字在附图的各个视图中代表相似的机构。
[0028]图1是一实施例中第一光纤纤芯的结构示意图；
[0029]图2是一实施例中第二光纤纤芯的结构示意图；
[0030]图3是一实施例中第三光纤纤芯的结构示意图；
[0031]图4是一实施例中第四光纤纤芯的结构示意图；
[0032]图5是一实施例中第五光纤纤芯的结构示意图；
[0033]图6是一实施例中均匀尺寸纤芯光纤的实验数据；
[0034]图7是一实施例中第四光纤纤芯结构光纤的实验数据；
[0035]图8是一实施例中光纤纤芯制造方法的流程图；
[0036]附图标记说明
[0037]101
‑
第一光纤纤芯；102
‑
第二光纤纤芯；103
‑
第三光纤纤芯；104
‑
第四光纤纤芯；
[0038]1‑
第一小尺寸段；2
‑
第一过渡段；3
‑
大尺寸段；4
‑
第二过渡段；5
‑
第二小尺寸段；6
‑
光纤纤芯轴向；7
‑
周期。
具体实施方式
[0039]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实
施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0040]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0041]在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0042]高功率光纤激光器有转化效率高、光束质量好、热管理性能好和结构紧凑等优点，被广泛应用于工业加工、生物医疗等诸多领域，提高光纤激光器的输出功率一直是行业内追求的目标。但近年来，光纤激光器输出功率的提升不断受到挑战，其主要原因是现有技术中的光纤纤芯芯径保持恒定不变，受到受激拉曼散射效应的严重影响，制约着光纤激光器输出功率的提升。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光纤纤芯，其特征在于，所述光纤纤芯的芯径沿轴向呈周期性变化。2.如权利要求1所述的光纤纤芯，其特征在于，所述光纤纤芯的芯径沿轴向呈周期函数变化。3.如权利要求2所述的光纤纤芯，其特征在于，所述周期函数形式包括正弦函数、矩形波函数、正半周三角波函数与正半周梯形波函数中的一种。4.如权利要求1所述的光纤纤芯，其特征在于，所述光纤纤芯的芯径范围为10～50微米。5.如权利要求1所述的光纤纤芯，其特征在于，所述周期性变化的长度范围为0.5～3米。6.光纤，其特征在于，包括如权利要求1至5任一所述的光纤纤芯，还包括内包层、外包层和保护层，所述内包层包覆所述光纤纤芯，所述外包层包覆所述内包层，所述保护层包覆所述外包层。7.如权利要求6所述的光纤，其特征在于，所述光纤纤芯的折射率大于所述内包层的折射率，所述内包层的折射率大于所述外包层的折射率；所述纤芯的折射率大于所述保护层的折射率，所述保护层的折射率大...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一礴，林贤峰，张安军，
申请(专利权)人：武汉长进先烽光电技术有限公司，
类型：发明
国别省市：