【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光纤，更具体地，涉及一种熊猫型保偏光纤及其制备方法。
技术介绍
1、保偏光纤广泛用于航天、航空、航海、工业制造及通信等领域，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。保偏光纤作为一种特种光纤，主要应用于光纤陀螺、光纤水听器等传感器和密集波分复用(dense wavelength division multiplexing，dwdm)、掺铒光纤放大器(erbium-doped fiber amplifiers，edfa)等光纤通信系统，是一种具有广泛应用价值的特种光纤。
2、然而，现有的熊猫型保偏光纤主要存在以下问题：(1)光纤的研磨性能较差；(2)光纤的全温性能较差；(3)光纤的稳定性或抵抗形变的能力有待提高；(4)光纤内部应力分布不均匀。现有的熊猫型保偏光纤的制备方法主要存在制备工序复杂或实际操作性差的问题。
3、例如，专利cn104445912a公开的技术方案包括：制作光纤芯棒、保偏应力棒，将两根保偏应力棒按照应力分布需求对称固定在芯棒的两侧，采用外部沉积法对芯棒和保偏应力棒进行外包层沉积，获得预制棒疏松体，对预制棒疏松体进行烧结，获得截面为圆形的保偏光纤预制棒。上述方法实际操作性差，且存在明显缺陷，两根应力棒通过夹具对称固定在芯棒两边进行沉积，然后烧结过程中棒子会进行收缩，会导致应力棒位置发生变化，因此实际操作过程中很难保证对称性，使得光纤应力分布不均匀。
4、例如，专利cn112305664
5、例如，专利cn102910812b和专利cn112327405a公开的技术方案类似，主要包括：采用pcvd工艺制备保偏芯棒和两根掺硼应力棒，将保偏芯棒用石英套管在高温下熔融并拉细得到保偏母棒，在保偏母棒上打孔，将掺硼应力棒嵌入孔中组合成保偏光纤预制棒，将保偏光纤预制棒在熔融状态下拉丝成保偏光纤。上述方法是国内常规通用方法，但是存在多个缺陷，包括：1、pcvd制备芯棒后，需要通过套套管进行拉伸得到保偏母棒，制备流程复杂；2、在高温熔融拉伸过程中会额外引入热应力，且轴向热应力大小会具有差异，导致母棒应力不均匀，而应力会影响材料折射率变化，导致拉制的光纤光学参数一致性差；3、芯棒套套管，实际上芯棒与套管内孔之间有间隙，拉伸过程中无法保证芯棒绝对中间位置，会导致光纤芯包同心度几何偏差大；3、由于套管横截面面积大，芯棒面积小，制备芯棒过程中沉积内包层的宽度有限；4、通过套管法拉伸得到的保偏母棒参数，受到套管参数影响，套管自身圆度，偏壁度均会影响保偏母棒的几何参数。目前国内套管生产工艺尚不成熟，绝大多数情况下套管均依赖于进口，造成成本上升，并且原材料可控性差；5、拉伸准备过程中容易造成芯棒的二次污染，造成衰减、强度等方面的问题。
技术实现思路
1、本专利技术通过提供一种熊猫型保偏光纤及其制备方法，解决现有技术中熊猫型保偏光纤的制备工序复杂、光纤性能有待改善的问题。
2、第一方面，本专利技术提供一种熊猫型保偏光纤，包括：纤芯、内包层、应力区和外包层；所述应力区对称间隔分布在所述纤芯的两侧，所述内包层将整个所述应力区包裹住。
3、优选的，所述应力区的直径d3∈[0.25d4，0.3d4]，d4为所述外包层的直径。
4、优选的，所述应力区从内至外依次包括平坦层和渐变层。
5、优选的，所述渐变层的单边厚度为0.1d3，d3为所述应力区的直径。
6、优选的，所述应力区的黏度小于所述纤芯的黏度，所述纤芯的黏度小于所述内包层的黏度，所述内包层的黏度小于所述外包层的黏度。
7、优选的，所述内包层为掺氟内包层，所述内包层的相对折射率δ2∈[-0.2％，-0.1％]；所述的纤芯为氟锗共掺纤芯，通过氟掺杂量调节纤芯粘度，所述纤芯中氟的相对折射率贡献量δ∈[-0.15％，-0.05％]。
8、第二方面，本专利技术提供一种如上述的熊猫型保偏光纤的制备方法，包括以下步骤：
9、通过pcvd大棒工艺，在衬管内依次沉积内包层和芯层，并对沉积完毕的衬管进行熔缩、烧实得到保偏母棒，所述保偏母棒的内包层将整个应力区包裹住；其中，采用的pcvd大棒工艺的车床谐振腔内孔尺寸大于或等于45mm，pcvd的高频系统电源功率大于或等于10kw；
10、在所述保偏母棒的中心线的两侧纵向加工一对对称的圆孔，圆孔中心线与所述保偏母棒的中心线平行且位于同一平面；
11、制备两根应力棒，对所述应力棒进行打磨和腐蚀处理；
12、将两根处理后的应力棒分别嵌入所述保偏母棒的两侧圆孔中，组合得到熊猫型保偏光纤预制棒；
13、将所述熊猫型保偏光纤预制棒在熔融状态下拉丝，得到熊猫型保偏光纤。
14、优选的，沉积所述内包层时，向所述衬管内通入四氯化硅、氧气和六氟乙烷的混合气体，反应生成掺氟的二氧化硅在衬管沉积；
15、沉积所述内包层时，四氯化硅的流量为100-1000sccm，氧气的流量为1000-3000sccm，六氟乙烷的流量为10-100sccm，温度为1000-1500℃，沉积层数为19000-20000层。
16、优选的，沉积所述芯层时，向所述衬管内通入四氯化硅、四氯化锗、氧气和六氟乙烷的混合气体，反应生成掺氟的二氧化硅、二氧化锗在衬管沉积；
17、沉积所述芯层时，四氯化硅的流量为100-1000sccm，四氯化锗的流量为2-100sccm，氧气的流量为300-3000sccm，六氟乙烷的流量为2-100sccm，温度为1000-1500℃，沉积层数为500-4800层。
18、优选的，对沉积完毕的衬管进行熔缩时，将管内压力调为微正压或微负压，压力范围为-50mbar至+20mbar，调节温度为1600-2000℃，调节加热炉的移动速度为20-100mm/min，控制衬管每层缩进量为1-5mm；烧实时，将管内压力调为微负压，压力范围为-950mba至0mbar，调节温度为1800-2200℃，调节加热炉的移动速度为10-40mm/min。
19、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：
20、在光纤设计方面，现有常规的熊猫型保偏光纤的内包层的宽度较小，仅能把应力区的内边缘包裹住，做不到整个应力区都在内包层里面。而本专利技术的内包层极宽，能够将应力区全部包裹在内包层的里面，且应力区从内至外依次包括平坦层和渐变层(即应力区边缘位置采用渐变设计)，因此能够降低应力区外边缘与内包层界面位置的黏度差，改善光纤研磨应力区边缘易开裂的情况，提高光纤的研磨性能。
21、此外，考虑到保偏光纤用于陀螺领域时，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种熊猫型保偏光纤，其特征在于，包括：纤芯、内包层、应力区和外包层；所述应力区对称间隔分布在所述纤芯的两侧，所述内包层将整个所述应力区包裹住。
2.根据权利要求1所述的熊猫型保偏光纤，其特征在于，所述应力区的直径D3∈[0.25D4，0.3D4]，D4为所述外包层的直径。
3.根据权利要求1所述的熊猫型保偏光纤，其特征在于，所述应力区从内至外依次包括平坦层和渐变层。
4.根据权利要求3所述的熊猫型保偏光纤，其特征在于，所述渐变层的单边厚度为0.1D3，D3为所述应力区的直径。
5.根据权利要求1所述的熊猫型保偏光纤，其特征在于，所述应力区的黏度小于所述纤芯的黏度，所述纤芯的黏度小于所述内包层的黏度，所述内包层的黏度小于所述外包层的黏度。
6.根据权利要求1所述的熊猫型保偏光纤，其特征在于，所述内包层为掺氟内包层，所述内包层的相对折射率Δ2∈[-0.2％，-0.1％]；所述的纤芯为氟锗共掺纤芯，通过氟掺杂量调节纤芯粘度，所述纤芯中氟的相对折射率贡献量Δ∈[-0.15％，-0.05％]。
7.一种如权利要求1
8.根据权利要求7所述的熊猫型保偏光纤的制备方法，其特征在于，沉积所述内包层时，向所述衬管内通入四氯化硅、氧气和六氟乙烷的混合气体，反应生成掺氟的二氧化硅在衬管沉积；
9.根据权利要求7所述的熊猫型保偏光纤的制备方法，其特征在于，沉积所述芯层时，向所述衬管内通入四氯化硅、四氯化锗、氧气和六氟乙烷的混合气体，反应生成掺氟的二氧化硅、二氧化锗在衬管沉积；
10.根据权利要求7所述的熊猫型保偏光纤的制备方法，其特征在于，对沉积完毕的衬管进行熔缩时，将管内压力调为微正压或微负压，压力范围为-50mBar至+20mBar，调节温度为1600-2000℃，调节加热炉的移动速度为20-100mm/min，控制衬管每层缩进量为1-5mm；烧实时，将管内压力调为微负压，压力范围为-950mba至0mbar，调节温度为1800-2200℃，调节加热炉的移动速度为10-40mm/min。
...【技术特征摘要】
1.一种熊猫型保偏光纤，其特征在于，包括：纤芯、内包层、应力区和外包层；所述应力区对称间隔分布在所述纤芯的两侧，所述内包层将整个所述应力区包裹住。
2.根据权利要求1所述的熊猫型保偏光纤，其特征在于，所述应力区的直径d3∈[0.25d4，0.3d4]，d4为所述外包层的直径。
3.根据权利要求1所述的熊猫型保偏光纤，其特征在于，所述应力区从内至外依次包括平坦层和渐变层。
4.根据权利要求3所述的熊猫型保偏光纤，其特征在于，所述渐变层的单边厚度为0.1d3，d3为所述应力区的直径。
5.根据权利要求1所述的熊猫型保偏光纤，其特征在于，所述应力区的黏度小于所述纤芯的黏度，所述纤芯的黏度小于所述内包层的黏度，所述内包层的黏度小于所述外包层的黏度。
6.根据权利要求1所述的熊猫型保偏光纤，其特征在于，所述内包层为掺氟内包层，所述内包层的相对折射率δ2∈[-0.2％，-0.1％]；所述的纤芯为氟锗共掺纤芯，通过氟掺杂量调节纤芯粘度，所述纤芯中氟的相对折射率贡献量δ∈[-0.15...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡小龙，骆城，常华峰，唐浩，杨坤，吴琴，杨晨，张翼菲，李郴，熊伟，王圣，杨梅，熊思怡，邓敏，余利华，
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：
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