[发明专利]匀化光纤及其制备方法

说明书

本发明提供一种匀化光纤及其制备方法，上述的匀化光纤包括：芯棒、第一包层及第二包层；第一包层包覆于芯棒外，第二包层包覆于第一包层外，其中，芯棒包括第一芯层、第二芯层及第三芯层，第一芯层、第二芯层和第三芯层自芯棒的中心沿其径向方向依次设置，由于芯棒为一个整体结构，相对于现有技术中的多个芯棒组合结构，本发明提供的匀化光纤结构更加简单，对应的制备工艺也更加简单，该匀化光纤具备更广的适用性。

技术领域

本发明涉及光学与激光光电子技术领域，尤其涉及一种匀化光纤及其制备方法。

背景技术

匀化光纤具有出色的扰模特性、均匀的能量分布，普通的高斯分布激光在经过匀化光纤之后，可得到光斑能量分布均匀的平顶光，基于上述性能，匀化光纤有望取代匀化器，大幅节约制造成本，从而实现在激光加工领域中提高激光焊接、激光切割、激光打标的精度，在军事、天文领域能够提高观测精度。

目前，在已有的相关技术中，匀化光纤的结构主要由以下2种：一种光纤结构中的芯棒为多边形，另一种光纤的芯棒为圆形。其中，传光截面为多边型的光纤，虽然具有一定的光斑匀化作用，但其制备过程涉及到异型加工、端面处理等制备难点，且成品率不高及需要相应的匹配光纤，整体成本不占优势；圆形芯棒的折射率主要是以阶跃型或者渐变型为主，阶跃型能量传输光纤无法较大程度上对光斑进行匀化，现有渐变型圆形芯棒大多采用的是多芯棒组合结构，其渐变效果并不好，导致能量匀化效果不足，很难形成均匀分布的光斑形状。

发明内容

本发明提供一种匀化光纤及其制备方法，用以解决现有技术中光纤光斑匀化效果差的问题。

第一方面，本发明提供一种匀化光纤，包括：芯棒、第一包层及第二包层；

所述第一包层包覆于所述芯棒外，所述第二包层包覆于所述第一包层外；

其中，所述芯棒包括第一芯层、第二芯层及第三芯层；所述第一芯层、所述第二芯层和所述第三芯层自所述芯棒的中心沿其径向方向依次设置。

根据本发明提供的匀化光纤，所述第一芯层为掺氟石英层，且所述第一芯层的折射率自所述第一芯层的中心沿其径向方向逐渐减小。

根据本发明提供的匀化光纤，所述第二芯层为沉积于所述第一芯层表面的掺氟石英层，且所述第二芯层的折射率自所述第二芯层的中心沿其径向方向先增大再减小。

根据本发明提供的匀化光纤，所述第三芯层为沉积于所述第二芯层表面的掺氟石英层，且所述第三芯层的折射率自所述第三芯层的中心沿其径向方向逐渐增大。

根据本发明提供的匀化光纤，所述第一芯层、所述第二芯层和所述第三芯层为一体成型结构。

根据本发明提供的匀化光纤，所述第一包层为掺氟石英层，所述第一包层相对于纯石英的NA值为0.22。

根据本发明提供的匀化光纤，所述第二包层为纯石英层。

根据本发明提供的匀化光纤，所述匀化光纤还包括涂层；

所述涂层包括第一涂层和第二涂层，所述第一涂层包覆于所述第二包层，所述第二涂层包覆于所述第一涂层；

其中，所述第一涂层的折射率和所述第二涂层的折射率不同。

根据本发明提供的匀化光纤，所述匀化光纤的横截面为圆形。

第二方面，本发明还提供一种如上述任一项所述的匀化光纤的制备方法，包括：

在衬管内进行硅和氟的沉积，得到芯棒，其中，所述芯棒的第一芯层的折射率沿其径向方向逐渐减小，所述芯棒的第二芯层的折射率沿其径向方向先增大再减小，所述芯棒的第三芯层的折射率沿其径向方向逐渐增大；

在所述芯棒外依次包覆第一包层和第二包层，制备光纤预制棒；