一种短波长用低损耗保偏光纤及其应用和制备方法技术

本发明专利技术公开了一种短波长用低损耗保偏光纤及其应用和制备方法，属于光通信技术领域，包括纤芯层、应力层、内包层和外包层，并且纤芯层嵌设在内包层的中心，外包层包裹在内包层外周；该应力层成对设置并嵌设在内包层上，并且两应力层对称设置在纤芯层的两侧。本申请通过对原料流量控制，纤芯层、应力层、内包层及外包层直径控制、熔融拉丝温度、拉丝速率和拉丝张力等进行控制，以获得具备低损耗性能、抗辐照、抗宏弯性能的400～700nm用的短波长保偏光纤。抗宏弯性能的400～700nm用的短波长保偏光纤。抗宏弯性能的400～700nm用的短波长保偏光纤。

【技术实现步骤摘要】
一种短波长用低损耗保偏光纤及其应用和制备方法


[0001]本专利技术属于光通信
，具体涉及一种短波长用低损耗保偏光纤及其应用和制备方法。

技术介绍

[0002]保偏光纤可广泛应用于航天、航空、航海、工业制造技术以及通信等国民经济的各个领域。在以光学相干检测为基础的干涉型光纤传感器中，使用保偏光纤能够保证线偏振方向不变，提高相干信噪比，以实现对物理量的高精度测量。
[0003]目前应用广泛的是熊猫型保偏光纤，其特点是在纤芯两侧对称引入圆形应力区，在应力区掺杂有硼，由于掺硼应力区具有高热膨胀系数，其在热应力作用下挤压纤芯，进而产生应力双折射。现有保偏光纤在可见光波段进行应用时，主要用于医疗诊断、投影仪器、雷达传感或者是外太空等领域，由于其工作波长与紫外光波段接近或本身环境在太空中受其它射线辐射，在石英玻璃中会产生色心缺陷导致其结构发生变化，进而导致光纤衰耗变大。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本专利技术提供了一种短波长用低损耗保偏光纤，用以解决现有保偏光纤在太空中受辐射导致光纤衰耗变大的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种短波长用低损耗保偏光纤，其包括纤芯层、应力层、内包层和外包层；
[0006]所述纤芯层嵌设于所述内包层中心，所述外包层包裹在所述内包层外周，所述应力层成对设置并嵌设在所述内包层上，且两所述应力层对称设置在所述纤芯层两侧；
[0007]所述纤芯层中羟基含量为100～1000ppm，所述内包层中羟基含量为500～2000ppm，且所述纤芯层与所述内包层是通过控制所述SiHCl3的流量在0.1～5sccm下制得。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述短波长用低损耗保偏光纤在500nm波长处的衰减系数小于28dB/km；其在600nm波长处的衰减系数小于18dB/km；其在700nm波长处的衰减系数小于5dB/km。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述短波长用低损耗保偏光纤在0.1Gy/s剂量率和10KGy总剂量辐照后的附加衰减小于等于0.5dB/100m。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述纤芯层的直径D1为2～4.5μm，其相对折射率差Δ1％为
‑
0.02％～
‑
0.32％；
[0011]所述应力层的直径D2为20～40μm，相对折射率差Δ2％为
‑
0.80％～
‑
1.3％；
[0012]所述内包层直径D3为30～90μm，相对折射率差Δ3％为
‑
0.20％～
‑
0.70％；
[0013]所述外包层直径D5为80～125μm。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述短波长用低损耗保偏光纤的模式双折射率不小于3.0*10
‑4，且所述短波长用低损耗保偏光纤的模式双折射率是通过控制所述光纤的拉制速
率在400m/min～1000m/min，拉制张力在120g～180g得到。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述保偏光纤在10mm弯曲半径下绕圈一圈时，在500nm波长处的宏弯1小于0.1dB，在600nm波长处的宏弯损耗小于0.2dB，在700nm波长处的宏弯损耗小于2dB。
[0016]本申请还包括一种短波长用低损耗保偏光纤的应用，其用于在波长为400～700nm的应用。
[0017]本申请还包括一种短波长用低损耗保偏光纤的制备方法，其包括如下步骤：
[0018](1)采用PCVD工艺分别制备内包层和芯棒；
[0019](2)采用PCVD工艺制备硼棒，将衬管进行打磨；
[0020](3)在芯棒层外套设内包层和外包层，制得母棒，在母棒中心对称开设两个与应力层相吻合的应力通孔，将应力层穿设到母棒中，得到光纤预制棒；
[0021](4)将光纤预制棒放入高温炉进行熔融拉丝，通过拉丝机涂覆丙烯酸树脂，然后进行光固化制得光纤。
[0022]作为本专利技术的进一步改进，所述PCVD工艺中采用SiCl4、SiHCl3、C2F6、O2为原料制备芯棒层，且所述SiHCl3采用流量计进行控制，其流量为0.1～5sccm；所述SiCl4流量为500～2000sccm；所述C2F6流量为5～100sccm，所述O2流量为1500～5000sccm；
[0023]作为本专利技术的进一步改进，所述PCVD工艺中采用SiCl4、SiHCl3、C2F6、O2为原料制备内包层，且所述SiHCl3采用流量计进行控制，其流量为0.1～5sccm；所述SiCl4流量为500～2000sccm；所述C2F6流量为60～250sccm，所述O2流量为1500～5000sccm；
[0024]作为本专利技术的进一步改进，所述熔融拉丝工序中熔融的温度为1800℃～2200℃。
[0025]作为本专利技术的进一步改进，所述拉丝机拉制速度为100m/min～1000m/min；拉制张力为40g～180g。
[0026]作为本专利技术的进一步改进，所述拉制速度为400m/min～1000m/min；拉制张力为120～180g。
[0027]上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0028]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有的有益效果包括：
[0029]本专利技术的短波长用低损耗保偏光纤，其通过严格控制光纤的纤芯层与内包层内的羟基含量，使得其在400～700nm的波段下工作时，具备较好的抗紫外能力；同时通过控制光纤中纤芯层和内包层的羟基含量与氟元素含量，并配合使用硼棒作为应力层，不仅能够有效降低紫外光导致的辐致损耗，以保证光纤在短波长波段下具备较低的衰减，并具备较好的双折射性能。同时在制备工艺中通过引入SiHCl3，并利用流量计严格控制SiHCl3的引入量，在O2含量过量的情况下，实现对羟基含量的控制，以得到最佳的抗紫外能力，并通过控制PCVD工艺，使得该光纤具备较好的抗弯曲性能和抗宏弯性能。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例中短波长用低损耗保偏光纤的剖面示意图；
[0031]图2是本专利技术其中一种实施例中折射率的剖面示意图。
[0032]在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：
[0033]1、纤芯层；2、应力层；3、内包层；4、外包层。
具体实施方式
[0034]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利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专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0035]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种短波长用低损耗保偏光纤，其特征在于，包括纤芯层、应力层、内包层和外包层；所述纤芯层嵌设于所述内包层中心，所述外包层包裹在所述内包层外周，所述应力层成对设置并嵌设在所述内包层上，且两所述应力层对称设置在所述纤芯层两侧；所述纤芯层中羟基含量为100～1000ppm，所述内包层中羟基含量为500～2000ppm。2.根据权利要求1所述的短波长用低损耗保偏光纤，其特征在于，所述短波长用低损耗保偏光纤在500nm波长处的衰减系数小于28dB/km；其在600nm波长处的衰减系数小于18dB/km；其在700nm波长处的衰减系数小于5dB/km。3.根据权利要求1所述的短波长用低损耗保偏光纤，其特征在于，所述短波长用低损耗保偏光纤在0.1Gy/s剂量率和10KGy总剂量辐照后的附加衰减小于等于0.5dB/100m。4.根据权利要求1所述的短波长用低损耗保偏光纤，其特征在于，所述纤芯层的直径D1为2～4.5μm，其相对折射率差Δ1％为
‑
0.02％～
‑
0.32％；所述应力层的直径D2为20～40μm，相对折射率差Δ2％为
‑
0.80％～
‑
1.3％；所述内包层直径D3为30～90μm，相对折射率差Δ3％为
‑
0.20％～
‑
0.70％；所述外包层直径D5为80～125μm。5.根据权利要求4中所述的短波长用低损耗保偏光纤，其特征在于，所述短波长用低损耗保偏光纤的...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆城，杨坤，胡小龙，张翼菲，张承炎，常华峰，曹蓓蓓，杨晨，
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：