[发明专利]一种掺杂YAG衍生玻璃光纤的制备方法

说明书

一种掺杂YAG衍生玻璃光纤的制备方法，属于光纤技术领域。包括以下步骤：将掺杂YAG纳米粉末放入有机树脂均匀混合，倒入透明模具中，使用高功率紫外灯进行固化；脱去模具后，将已成型的前驱体混合YAG胚体热处理2‑4天；待有机物清除干净后，放入石英套管中在2000℃附近进行拉制；得到多组分，任意掺杂的YAG衍生玻璃光纤。本发明可以替代传统的、成分单一的、依赖商用晶体棒的YAG衍生光纤制备方法，同时实现多组分、任意掺杂YAG衍生玻璃光纤的制备。

技术领域

本发明涉及一种掺杂YAG衍生玻璃光纤的制备方法，具体涉及的是一种基于有机光固化树脂室温成型、高效、低成本、多组分YAG衍生玻璃光纤的制备方法，主要面向高增益、多组分玻璃光纤领域；属于光纤技术领域。

背景技术

目前，掺杂玻璃光纤在光纤通讯、光纤传感、光纤激光器、光纤放大器等领域发挥着不可替代的作用，但玻璃光纤通常面临稀土掺杂能力有限、易淬灭、热导率差、损伤阈值低、组分相对单一。而YAG晶体通常具有较高的稀土掺杂浓度，良好的热导率，更高的损伤阈值等诸多优点，但由于YAG晶体直接拉制成光纤非常困难，人们通常使用套管法进行YAG光纤的拉制，通常具体做法是将可直接购买的、商用的、单一掺杂的YAG晶体棒直接放入对应的石英套管中，在2000℃左右进行拉制，得到稀土掺杂的YAG衍生玻璃光纤，目前制备掺杂的YAG衍生玻璃光纤的方法相对单一，主要就此一种。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了一种基于有机光固化树脂室温成型、高效、低成本、多组分YAG衍生玻璃光纤的制备方法。本发明解决了制备方法单一、依赖传统商用YAG晶体棒、单一掺杂、组分单一等问题。

为了解决传统YAG衍生玻璃光纤制备过程中所面临的问题，本发明采用如下技术方案：

(1)将掺杂的YAG纳米粉末加入到光敏树脂溶液中，树脂成分的质量百分比组成为60-65％甲基丙烯酸羟乙酯、5％-15％甲基丙烯酸甲酯、15-20％四甘醇二丙烯酸酯、1％-3％氧化膦，1-3％苏丹橙，震荡搅拌，得到具有触变性的悬浮浆料；掺杂YAG纳米粉末在悬浮液中的质量百分含量为20％-40％；

(2)固化成型：将上述悬浮液倒入任意形状透明模具中用于制备芯棒，使用三个紫外灯(每个紫外灯功率：10W/cm²)，每个紫外灯间隔120°，对装有悬浮液的透明模具进行照射，直至固化成型；

(3)脱模：将已固化的物件，脱去外层模具，取出内部物件，放入含量为50wt％乙醇和50wt％去离子水的清洗溶液中，进行杂质清洗；

(4)脱脂：将清洗过的、表面光滑的脱模物件，放入100-600℃的马弗炉中，在一定气氛下，进行0.5-2天的脱脂，使有机物完全去除，最终得到无机的多组分YAG混合原棒；

(5)预烧结：在一定气氛作用下，进行100-1200℃的预烧结，时长至少18小时，去除多余杂质；

(6)烧结与玻璃化：将预烧结的胚体(如芯棒)放入玻璃套管中，将玻璃套管放置于高温拉丝塔上，一定气氛下，在1900-2100℃进行拉制，最终得到YAG衍生石英光纤。

所述的一种掺杂YAG衍生光纤的制备方法，其特征在于，所述掺杂的YAG纳米粉末，是稀土掺杂的YAG粉末中的一种或几种；YAG粉末中掺杂一种或几种稀土。

所述的一种掺杂YAG衍生光纤的制备方法，其特征在于，所述的固化成型为室温成型，且芯棒形状可随模具形状任意改变。

所述的一种掺杂YAG衍生光纤的制备方法，其特征在于，所述的一定气氛为氧气、氯气、空气或惰性气体中的一种或几种，惰性气体包括氮气、氦气、氩气等中的一种或几种；

所述的一种掺杂YAG衍生光纤的制备方法，其特征在于，将成型的多种或一种YAG纳米粉末混合原棒放入石英套管中，在2000℃反复高温熔融牵拉，最终得到多种或一种稀土掺杂的YAG衍生石英光纤。