[发明专利]一种微结构低双折射光纤及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于微结构光纤制作领域，尤其涉及一种微结构低双折射光纤及其制作方法。

背景技术

低双折射率光纤应用于电流互感器在上个世纪80年代已经开始。一般采用的是旋转实芯高线性保偏光纤来制备低双折射光纤。但是由于传统保偏光纤的结构中包含有若干种材料，如：熊猫保偏光纤中的主要材料是作为光纤包层的石英玻璃，纤芯的材料含有锗，纤芯的两边有对称排列的硼棒，而这几种材料的热胀系数不同，这种光纤在使用过程中如果出现温度的快速变化，纤芯导光性能会由于热膨胀系数不同而改变，进而最终影响传输的光信号，造成测试的误差。另外，传统工艺需要化学沉积车床，制造成本较高。

发明内容

本发明针对现有实芯保偏光纤易受温度影响，在变化温度的状态下工作会影响光信号正常传输的问题，提供一种微结构低双折射光纤及其制作方法，本发明微结构低双折射光纤通过几何双折射形成，无应力区，只有单一材料，这样应力区型光纤的多种材料热膨胀系数差异的问题就得到解决。也不需要大型的化学沉积车床，减少了生产工艺流程。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种微结构低双折射光纤，包括光纤套管、纤芯、空气包层，纤芯包括纤芯棒、2个空心管，纤芯棒位于光纤套管的中央处，空气包层由若干直径相同的毛细空心管组成，毛细空心管均匀布设在纤芯的外周；2个空心管分别位于纤芯棒的两侧，呈对称分布；该微结构低双折射光纤以其一个端面为起始面，内部结构呈螺旋状结构。

按上述技术方案，光纤套管、纤芯棒、空心管、毛细空心管的材质均为同一导光材质。

按上述技术方案，光纤套管、纤芯棒、空心管、毛细空心管的材质均为石英玻璃。

按上述技术方案，毛细空心管的直径为2～5μm，堆叠成矩阵状六边形结构作为空气包层，2个空心管的直径为7～10μm。

本发明还提供一种微结构低双折射光纤的制作方法，包括以下步骤，步骤一，通过排管法制备预制棒；步骤二，将预制棒拉锥，拉锥之前预制棒直径为15～50mm，拉锥之后预制棒直径为3～10mm，(拉锥的作用是固化预制棒，排管法制备的预制棒中，毛细空心管都是平行排列并相邻接触，预制棒通过拉丝塔高温度，拉制成等比例但是小一些的预制棒称之为拉锥。这个过程中，石英玻璃等导光材质经历融化和重新固化，各个相邻的毛细管在这个过程中连接在一起)；步骤三，将拉锥之后的预制棒套于第二套管，预制棒整体旋转同时拉丝成为光纤，使拉出的光纤内部结构带有螺旋状态，从拉丝温度下降到玻璃态温度，将螺旋状态结构固化在光纤内部。

按上述技术方案，所述步骤三中，旋转拉丝过程中，将拉锥之后的预制棒固定在光纤塔上的卡盘增加旋转马达上，卡盘增加旋转马达用于控制预制棒进入高温炉，在向加热炉内推送的过程中，旋转马达使预制棒顺时针或者逆时针旋转。微结构低双折射光纤内部的螺旋型微结构中，螺旋间距小于该光纤的拍长。微结构低双折射光纤是由微结构高双折射光纤旋转拉丝获得，如：微结构高双折射光纤的拍长是2mm，螺旋间距应该小于或远小于2mm。预制棒旋转速度和光纤拉制速度的比例决定螺旋间距的大小，旋转速度可以从0转每分钟至2000转每分钟，光纤拉制速度一般1米每分钟以下。

按上述技术方案，所述步骤一中，排管法制备预制棒具体包括，将石英玻璃棒、2个石英玻璃空心管、石英玻璃毛细管固定在石英玻璃外套管的内部，其中石英玻璃棒固定在石英玻璃外套管的中央处，2个石英玻璃空心管分别位于石英玻璃棒的两侧，呈对称分布；石英玻璃毛细管均匀布设在石英玻璃棒和2个石英玻璃空心管的外周。

按上述技术方案，在拉锥和旋转拉丝过程中，控制2个石英玻璃空心管中的气压相同，并在10～50毫巴(2000摄氏度)范围内，同时控制各个石英玻璃毛细管内的气压相同，并在1～30毫巴(2000摄氏度)范围内。

本发明产生的有益效果是：本发明微结构低双折射光纤的这种旋转微结构光纤是通过几何双折射形成，无应力区，只有单一材料，这样应力区型光纤的多种材料热膨胀系数差异的问题就得到解决。也不需要大型的化学沉积车床，减少了生产工艺流程。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是微结构高双折射光纤结构示意图；

图2是本发明实施例微结构低双折射光纤的结构示意图。

具体实施方式