【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光纤通信领域，尤其是涉及一种领结型保偏光纤及其制备方法。
技术介绍
1、近三十年来，光纤传感技术(光纤陀螺)被主要用于军事领域，成为航天、航空、航海以及陆路战车等工具的精确导航仪表，更注重用于各种导弹的精确制导。光纤陀螺已成为各军事大国争相发展的高技术之一。光纤电流传感技术，光纤水听技术也有令人瞩目的发展，其中领结型保偏光纤作为光纤陀螺的主要组成元件，是发展上述技术和产业的重要材料基础，由于领结型保偏光纤预制棒纤芯周边较开拓，偏振性能更优，更适于制作保偏光纤器件。
2、领结型保偏光纤主要制备方法是mcvd法，在mcvd车床上一次成型领结型保偏光纤预制棒，通过特种光纤拉丝工艺拉制而成。这种方法生产的领结型保偏光纤预制棒尺寸较小，生产成本高，且纤芯不圆度较大，从而导致光纤熔接的成功率和效率降低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种领结型保偏光纤及其制备方法，采用线切割、平面机磨、外圆磨的加工方式将芯棒、应力棒及填充棒等加工成所需要的各种组件模块，经研磨、抛光后放入石英套管中，最后在负压状态下拉制成领结型保偏光纤，制备工艺简易、快捷，制成的领结型保偏光纤的光学、保偏及力学性能均可达到国际标准。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、一种领结型保偏光纤预制棒，其横截面结构包括基管层、填充层、应力作用区和单模模块，所述领结型保偏光纤预制棒的最外圈为基管层，所述填充层外端与基管层相接，
4、进一步地，所述基管层为圆形套管。
5、进一步地，所述填充层包括弧形石英填充模块、梯形石英填充模块和拱形石英填充模块，所述弧形石英填充模块和拱形石英填充模块外端与基管层相接，所述拱形石英填充模块与应力作用区相接，所述弧形石英填充模块内端与梯形石英填充模块和拱形石英填充模块相接，所述梯形石英填充模块内端与应力作用区和单模模块同时相接。
6、进一步地，所述应力作用区为两个梯形应力模块，所述两个梯形应力模块到单模模块中心的距离相等，所述梯形应力模块的材料为sio2和b2o3的混合物，采用均质掺杂设计，其中b2o3所占摩尔百分比为25％～30％。
7、进一步地，所述单模模块包括包层和芯层，所述包层内部与芯层相接所述芯层为geo2与sio2的混合物，采用均质掺杂设计，其中geo2所占摩尔百分比为5％～20％；所述包层为纯sio2，采用均质掺杂设计。
8、本专利技术还提供一种领结型保偏光纤，由上述的领结型保偏光纤预制棒通过光纤拉丝工艺拉制而成。
9、本专利技术还提供一种领结型保偏光纤预制棒的制备方法，具体步骤如下；
10、s1、选择圆形套管，制备基管层；
11、s2、将芯棒切割成单模模块，所述芯棒由里而外依次由芯层和包层构成；
12、s3、制备两个梯形石英填充模块、两个弧形石英填充模块、两个拱形石英填充模块和两个梯形应力模块，利用两个梯形石英填充模块、两个弧形石英填充模块和两个拱形石英填充模块制备填充层，利用两个梯形应力模块制备应力作用区；
13、s4、将步骤s3中所述各模块进行研磨、抛光，并清洗；
14、s5、在基管层的中心排列单模模块，在单模模块的四周对称排列两个梯形应力模块、两个梯形石英填充模块、两个拱形石英填充模块、两个弧形石英填充模块，各模块间紧密结合，组合成型。
15、进一步地，步骤s1中，所述圆形套管内径均匀，取正偏差。
16、进一步地，步骤s2中，所述单模模块截面呈正方形，将芯棒切割成截面呈正方形的单模模块时，要确保经过研磨抛光后的单模模块，其芯层位于单模模块几何中心处。
17、进一步地，步骤s3中，所述弧形石英填充模块和拱形石英填充模块直径均匀，取负偏差。
18、进一步地，步骤s3中，所述两个梯形应力模块由同一根应力棒加工制备而成。
19、进一步地，步骤s5中，将所述各模块组合成型后，利用氢氧焰喷灯烧缩圆形套管头部，以使管棒匹配紧密，在拉丝过程中不会因模块间隙过大而导致脱落。
20、此外，本专利技术还提供一种领结型保偏光纤的制备方法，将上述制备的领结型保偏光纤预制棒通过光纤拉丝工艺拉制成所述领结型保偏光纤，
21、所述光纤拉丝工艺为：在一定的负压状态下，通入惰性气体氦气，在1950-2100℃的温度下，控制光纤旋距4～6mm，领结型保偏光纤预制棒旋速800～2000转/分钟，拉丝速度3～12米/分钟进行拉丝，制得领结型保偏光纤。
22、与现有技术相比，本专利技术优点如下：
23、1.本专利技术应用先进的线切割、自动磨片、抛光机，加工精度高、速度快、可批量生产、效率高；
24、2.相比于mcvd法难以完成的大预制棒[φ50×(250～500)mm]，本专利技术提供的制备方法可以精确加工预制棒，可生产不同规格(φ20～50×250～500mm)的保偏光纤预制棒，易批量生产，效率高，可有效降低成本，且保证结构尺寸精确定位；
25、3.本专利技术所用的外套管，均直接选购，不需要再加工，芯棒、应力棒及填充石英棒的加工即为线切割、平面磨及抛光，工艺相对成熟、简易、快捷；
26、4.相比传统mcvd法，此方法制备的领结型保偏光纤预制棒应力区几何形状可控，纤芯不圆度小，光纤几何参数轴向均匀性高，且光纤的保偏性能及光学、力学参数均可保证；
27、5.此方法制备的领结型保偏光纤属于应力致偏型保偏光纤，相比于常规熊猫型保偏光纤，此类保偏光纤应力区面积占比较小，因为硼对纤芯的应力会随着温度的变化而变化，即对温度的敏感性较低，所以此类保偏光纤具有更好的环境稳定性。
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1.一种领结型保偏光纤预制棒，其特征在于，其横截面结构包括基管层(1)、填充层、应力作用区(5)和单模模块，所述领结型保偏光纤预制棒的最外圈为基管层(1)，所述填充层外端与基管层(1)相接，所述填充层内端与应力作用区(5)和单模模块同时相接，所述应力作用区(5)和单模模块相接，所述应力作用区(5)和单模模块的组合形状为领结型。
2.根据权利要求1所述的一种领结型保偏光纤预制棒，其特征在于，所述基管层(1)为圆形套管。
3.根据权利要求1所述的一种领结型保偏光纤预制棒，其特征在于，所述填充层包括弧形石英填充模块(2)、梯形石英填充模块(3)和拱形石英填充模块(6)，所述弧形石英填充模块(2)和拱形石英填充模块(6)外端与基管层(1)相接，所述拱形石英填充模块(6)与应力作用区(5)相接，所述弧形石英填充模块(2)内端与梯形石英填充模块(3)和拱形石英填充模块(6)相接，所述梯形石英填充模块(3)内端与应力作用区(5)和单模模块同时相接。
4.根据权利要求1所述的一种领结型保偏光纤预制棒，其特征在于，所述应力作用区(5)为两个梯形应力模块，所述两个
5.根据权利要求1所述的一种领结型保偏光纤预制棒，其特征在于，所述单模模块包括包层(7)和芯层(4)，所述包层(7)内部与芯层(4)相接；所述芯层(4)为GeO2与SiO2的混合物，采用均质掺杂设计，其中GeO2所占摩尔百分比为5％～20％；所述包层(7)为纯SiO2，采用均质掺杂设计。
6.一种领结型保偏光纤，由权利要求1-5中任一所述的领结型保偏光纤预制棒通过光纤拉丝工艺拉制而成。
7.一种权利要求1-5中任一所述的领结型保偏光纤预制棒的制备方法，其特征在于，具体步骤如下；
8.根据权利要求7所述的一种领结型保偏光纤预制棒的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述单模模块截面呈正方形，将芯棒切割成截面呈正方形的单模模块时，要确保经过研磨抛光后的单模模块，其芯层(4)位于单模模块几何中心处；
9.根据权利要求7所述的一种领结型保偏光纤预制棒的制备方法，其特征在于，步骤S5中，将所述各模块组合成型后，利用氢氧焰喷灯烧缩圆形套管头部，以使管棒匹配紧密，在拉丝过程中不会因模块间隙过大而导致脱落。
10.一种领结型保偏光纤的制备方法，将如权利要求1-5中任一所述的领结型保偏光纤预制棒通过光纤拉丝工艺拉制成所述领结型保偏光纤，
...【技术特征摘要】
1.一种领结型保偏光纤预制棒，其特征在于，其横截面结构包括基管层(1)、填充层、应力作用区(5)和单模模块，所述领结型保偏光纤预制棒的最外圈为基管层(1)，所述填充层外端与基管层(1)相接，所述填充层内端与应力作用区(5)和单模模块同时相接，所述应力作用区(5)和单模模块相接，所述应力作用区(5)和单模模块的组合形状为领结型。
2.根据权利要求1所述的一种领结型保偏光纤预制棒，其特征在于，所述基管层(1)为圆形套管。
3.根据权利要求1所述的一种领结型保偏光纤预制棒，其特征在于，所述填充层包括弧形石英填充模块(2)、梯形石英填充模块(3)和拱形石英填充模块(6)，所述弧形石英填充模块(2)和拱形石英填充模块(6)外端与基管层(1)相接，所述拱形石英填充模块(6)与应力作用区(5)相接，所述弧形石英填充模块(2)内端与梯形石英填充模块(3)和拱形石英填充模块(6)相接，所述梯形石英填充模块(3)内端与应力作用区(5)和单模模块同时相接。
4.根据权利要求1所述的一种领结型保偏光纤预制棒，其特征在于，所述应力作用区(5)为两个梯形应力模块，所述两个梯形应力模块到单模模块中心的距离相等，所述梯形应力模块的材料为sio2和b2o3的混合物，采用均质掺杂设计，其中b2o3所占摩尔百分...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄兴旺，文雁平，石洪伟，
申请(专利权)人：上海傲世控制科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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