[实用新型]类矩形熊猫型保偏光纤

说明书

本实用新型涉及的一种类矩形熊猫型保偏光纤，它包括芯区，应力区，包层区，其特征在于：所述包层区外层涂覆圆环型内涂层，在内涂层外层涂覆外涂层；所述芯区为掺杂石英芯层，所述包层区为不掺杂的纯石英部分，所述内涂层采用较软的树脂材料，其直径D4∈[D3×1.2，D3×1.8]，所述外涂层采用较硬的树脂材料，外涂层的宽W5∈[D3×1.6，D3×2.1]，外涂层的长L5∈[D3×1.8，D3×2.4]。本实用新型可直接进行整齐排绕四极对称保偏光纤传感环圈的研制生产，达到保偏光纤传感环圈参数指标的优化提升；同时提升光纤本征的温度稳定性和热应力缓冲特性，提高光纤环圈绕成后的环境性能和机械性能。

技术领域

本实用新型涉及光纤技术领域，尤其涉及一种类矩形熊猫型保偏光纤。

背景技术

保偏光纤，主要应用于光纤电流互感器，光纤陀螺，光纤水听器等传感器和DWDM、EDFA等光纤通信系统，是一种具有广泛应用价值的特种光纤类型。应力双折射保偏光纤主要有领结型保偏光纤、熊猫型保偏光纤和椭圆包层型保偏光纤三种。其中，熊猫型保偏光纤应用最为广泛。由于保偏光纤的应用主要在光纤陀螺等技术领域，在这些相关应用领域，相当长度的保偏光纤需要被绕制成光纤环圈，成为敏感元件，通过不同的物理效应，如Sagnac效应，测量物体的角加速度。为了保障这些保偏光纤的光纤环圈具有良好的温度和应力稳定性，需要采用特殊的绕环技术，一般使用四极绕法绕制光纤陀螺使用的光纤环圈。在光纤环圈的绕制过程中，要求精确控制被绕制光纤的长度、位置和绕纤张力，以确保光纤环圈在结构上保持良好的光学互易性。使用现有的圆形截面保偏光纤产品，在光纤环圈的绕制过程中，存在下列问题：首先对于圆形结构，上层光纤必然会顺着下层光纤形成的V形槽缠绕，无法按照四极绕法的要求上层光纤位于下层光纤之上；第二由于上层光纤沿着下层光纤形成的V形槽内缠绕前进，当光纤从一圈V形槽向相邻的一圈V形槽跃进时，上下层光纤之间会出现一个交叉搭接点，这个交叉搭接点的存在对光纤环圈的性能产生显著影响，如何处理环绕过程中出现交叉点是光纤环圈绕制的技术难点；第三，由于使用了圆形截面结构的光纤，在光纤环的缠绕过程中，难以保证圆形截面光纤不产生扭转，而这种光纤扭转会由于地磁Faraday效应对光纤环圈的精度产生负面影响。

为了解决上述问题，美国专利US6215933, Bifilar fog coil winding patternwith improved shupe bias canceling properties,揭示了一种双光纤绕制的方法，可以有效减少绕制光纤的长度，但使用该技术，仍然无法解决光纤位置的有效控制和绕制过程中光纤的扭转问题。美国专利US5848213, Low shupe bias fiber optic rotationsensor coil,揭示了一种使用并带光纤绕制光纤环的方法：即使用并带光纤进行绕环，将并带的头子按一定顺序熔接在一起形成环圈；这样可以保证绕环的时候光纤上下层层叠平行，而且减少了需要绕制光纤的长度。但这种方法在环圈绕制的过程中，增加了许多的光纤熔接接头，会导致传感线圈的性能不稳定。同时使用这种方法绕制光纤环圈，引入了光纤并带胶等其他高分子材料，对光纤环圈的温度稳定性带来了负面的影响。在中国专利201110029982.3中描述了一种双波导并列式保偏光纤及其制造方法，采用两根熊猫型保偏光纤预制棒侧面并起来后，一同拉丝制得，同时控制拉丝时模具的形状，实现椭圆型涂覆的设计。这种光纤的制备方法需要对预制棒进行并合，增加了工艺难度和风险，同时双纤绕制同样会引入多个熔接点的风险，对光纤环圈的温度稳定性产生风险。在中国专利201110185869.4中描述了一种便于绕制的熊猫型保偏光纤及其制造方法，采用将熊猫型保偏光纤打孔预制棒的侧面进行打磨，形成优弧形状的预制棒，再通过应力棒组装和拉丝涂覆，制得熊猫型保偏光纤。这种光纤的设计，采用非对称石英包层设计，对保偏光纤的应力结构设计进行了较大的调整，引入了偏振串音温度稳定性劣化的风险。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述不足，提供一种类矩形熊猫型保偏光纤，达到保偏光纤传感环圈参数指标的优化提升，同时提高光纤环圈绕制的生产产出率和效率。

本实用新型的目的是这样实现的：