[发明专利]简单剖面结构保偏母材及其高效制备方法

说明书

本发明公开了简单剖面结构保偏母材及其高效制备方法，该保偏母材由内至外依次包括VAD芯层、VAD外侧包层和OVD包层，VAD芯层中掺锗，其相对折射率n1为0.5％～0.9％，所述VAD外侧包层中掺氟，其相对折射率n2为‑0.05％～‑0.1％。本发明综合VAD+OVD工艺的优点，配合烧结掺氟工艺，在动态保温炉或动态保温箱中进行充分保温处理，以降低延伸过程芯层应力集中炸裂风险，无需对现有设备进行改造，在产品质量和产量方面，有效提升保偏母材的产出效率，可一次性制备大量光学参数一致的保偏母棒，批次稳定性高，同时降低对设备稳定性要求，使保偏预制棒母材的价格降低30％以上，提升产品的价格竞争力。

技术领域

本发明属于光纤、光棒制造技术领域，具体涉及简单剖面结构保偏母材及其高效制备方法。

背景技术

近年来，高双折射偏振保持光纤，简称保偏光纤，在特种光纤市场的份额逐步增加，其用量呈逐年上升趋势。在保偏母棒的制备方面，由于各厂家设备的限制，90％采用以下的方案：

如中国发明专利，公开号为CN106007358A，专利名称为一种用于光纤陀螺的超细径保偏光纤及其制造方法，公开了光纤预制棒主要通过精准控制PCVD工艺实现，但是控制精度及难度较大；

如中国发明专利，公开号为CN108897094A，专利名称为一种应力区高效利用的细径熊猫型保偏光纤及制备方法，公开了使用MCVD法制备包层芯棒，再将制得的芯棒插石英套管，使用套管机进行套管制备母棒；

如中国发明专利，公开号为CN109553291A，专利名称为一种改进型熊猫保偏光纤预制棒及制作工艺，公开了采用化学汽相沉积工艺(CVD)制备光纤母棒，再对预制棒进行加套，完成最终光纤预制棒母棒；

如中国发明专利，公开号为CN107572771A，专利名称为一种二氧化钛掺杂高效制备高稳定性熊猫型保偏光纤的方法，公开了保偏预制棒采用芯棒制备、套管融缩完成母棒的制备；

如中国发明专利，公开号为CN111290073A，专利名称为60微米细径熊猫型保偏光纤及其制备方法，公开了通过FCVD制备芯棒，通过套柱熔缩加工成光纤预制棒母棒。

纵观以上的保偏预制棒母棒制备工艺，大部分均可归为不同类型的套管融缩工艺，这在产品效率提升和成本改善方面存在一定局限性，很难做突破性的改善。而保偏预制棒母棒在保偏光纤成本方面占比60％以上，直接决定了保偏光纤的成本。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供简单剖面结构保偏母材及其高效制备方法。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

本发明公开了一种简单剖面结构保偏母材，由内至外依次包括VAD芯层、VAD外侧包层和OVD包层，所述VAD芯层中掺锗，其相对折射率n1为0.5％～0.9％，所述VAD外侧包层中掺氟，其相对折射率n2为-0.05％～-0.1％。

本发明还公开了上述简单剖面结构保偏母材的高效制备方法，包括以下步骤：

首先采用VAD工艺制备SiO₂松散体，在沉积过程中，VAD芯层掺锗，VAD芯层外侧沉积VAD外侧包层，再通过烧结掺氟工艺，在VAD外侧包层掺氟，随后进行动态保温处理、延伸和酸洗后通过OVD工艺制备OVD包层，通过烧结工艺，得到无缺陷玻璃母棒，再经孔加工后组装应力棒，实现保偏母材的制备。

进一步的，所述VAD芯层掺GeO₂，其相对折射率n1为0.5％～0.9％。

进一步的，所述掺氟工艺中的温度为1100±20℃，氟源为CF₄。

进一步的，所述动态保温处理具体包括：