[发明专利]一种空间用耐辐照掺铒光纤及其制备方法

权利要求书

1.一种空间用耐辐照掺铒光纤，其特征在于：自内而外依次包括掺铒纤芯(1)、过渡层(2)和包层(4)；

所述包层内，开设至少一组环绕单元；各组环绕单元沿包层径向排布；

每组环绕单元包括沿包层轴向贯通、周向排布的偶数个通孔，各通孔中心连线形成的图形与掺铒纤芯同心；

每个通孔的孔壁上覆盖有羟基化碳纳米管层；

所述掺铒纤芯的组分及含量分别为：

SiO₂：79～85Wt.％，Er₂O₃：0.1～0.5Wt.％，Al₂O₃：7.5～9.5Wt.％，GeO₂：6.8～8.5Wt.％，Ce₂O₃：0.3～2.0Wt.％，F：0.3～0.8Wt.％。

2.根据权利要求1所述的一种空间用耐辐照掺铒光纤，其特征在于：所述偶数个通孔中心连线形成的图形为圆形、多边形或花瓣状。

3.根据权利要求2所述的一种空间用耐辐照掺铒光纤，其特征在于：

所述过渡层组分及含量为：

SiO₂：95.5～97.5Wt.％，P₂O₅：1.3～2.0Wt.％，GeO₂：0.8～1.6Wt.％，F：0.4～1.2Wt.％。

4.一种权利要求1至3任一所述的空间用耐辐照掺铒光纤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、制作芯棒；

对石英沉积管进行预热、除杂处理后，按照纤芯及过渡层组分流量设计通入反应物料依次沉积过渡层及芯层；

步骤二、加工环绕芯棒的凹槽；

采用磁控溅射法在芯棒表面镀Au膜，再在镀Au膜芯棒表面加工沿其轴向贯通、周向排布的偶数个凹槽；

步骤三、在凹槽内生长碳纳米管层；

采用化学气相沉积原位生长法在凹槽内制备碳纳米管层；

步骤四、碳纳米管层的羟基化；

生长碳纳米管层后，去除芯棒凹槽以外的Au膜，再将芯棒放置在浓硫酸和浓硝酸的混酸中，加热回流，以实现碳纳米管的羟基化，然后用去离子水反复洗涤，烘干；

步骤五、套管处理后拉丝。

5.根据权利要求4所述的一种空间用耐辐照掺铒光纤的制备方法，其特征在于：芯棒采用MCVD结合螯合物气相沉积方法制备，过渡层沉积20～50层，掺铒纤芯沉积5～15层，纤芯与过渡层的直径比为1：2～4；沉积温度为1850～1950℃。

6.根据权利要求5所述的一种空间用耐辐照掺铒光纤的制备方法，其特征在于，步骤三中，采用化学气相沉积原位生长法在凹槽内制备碳纳米管层的方法参数具体为：二茂铁作为催化剂，二甲苯作为碳源，二茂铁溶于二甲苯液体后经加热随载气Ar进入高温反应区，生长温度为500～950℃，时间为30～60min，生长过程中保持转速为30～40rpm/min。

7.根据权利要求6所述的一种空间用耐辐照掺铒光纤的制备方法，其特征在于，步骤五之后还包括：将所拉制的光纤在温度为70～80℃、压力为5～18Mpa的氢气气氛条件下进行处理，时间为20～60h。