[发明专利]一种多孔红外硫系玻璃光子晶体光纤预制棒的制备方法

摘要

本发明公开了采用了高精度光学二维定位平台固定玻璃棒进行机械钻孔，可精确钻取各系列空气孔，解决了堆积法、铸造法空气孔排列不精确的缺点，本发明的优点在于钻孔过程中采用金刚石麻花钻头，在高速旋转过程中通过锋利的螺旋刀口切割玻璃材料，钻孔过程中采用高效的冷却系统，持续不断流动的冷却液高效地带走钻孔过程中产生的热量，有利于光子晶体光纤预制棒钻孔过程中热量的耗散，基于以上原因，本发明方法适合于制备高膨胀系数的硫系玻璃光子晶体光纤预制棒，解决了铸造法因硫系玻璃与石英管膨胀系数差过大导致脆裂的问题。

主权项

一种多孔红外硫系玻璃光子晶体光纤预制棒的制备方法，其特征在于包括如下步骤： 1）将纯度均为5N级的硫系玻璃原料准确称量后放入石英管中，石英管的长度为400~800mm，石英管的口径为20~50mm，对装有硫系玻璃原料的石英管进行抽真空处理，真空度达到3´10‑4pa ~6´10‑4pa后，用氢氧火焰对石英管进行封接；将封接好的装有硫系玻璃原料的石英管放入到摇摆熔炉中于900~950℃下摇摆熔制6~8小时，摇摆熔炉的温度降至650~700℃后将石英管从摇摆炉中取出，用压缩空气对石英管进行猝冷降温，直到玻璃熔体表面与石英管内壁分离，将石英管立即放入玻璃转变温度Tg以下10~30℃的精密退火炉中保温4~6小时，精密退火炉的温度以每小时5~10℃降温速度降至常温，将石英管打碎后取出硫系玻璃棒，将硫系玻璃棒两端切平抛光； 2）将步骤1）中获得的硫系玻璃棒固定在带刻度二维精密光学位移台上，用可调高速台钻上的金刚石麻花钻头对硫系玻璃棒以每隔15~30秒进行间歇性钻孔，钻头的直径为0.8~3mm，长度为50~80mm，钻头以1~3mm/min的下钻速度对硫系玻璃棒缓慢钻孔，钻孔过程中用冷却液对钻头持续冷却；当一个空气孔完全钻孔结束后，用二维精密光学位移台调整硫系玻璃棒的位置，再对其它空气孔逐一钻孔；3）将步骤2）中获得的多孔硫系玻璃棒放入精密退火炉中进行退火，退火起始温度设定为玻璃转变温度Tg以下10~30℃，在该温度下保温2~5小时，然后以5~15℃/小时的速率降温至室温；得到多孔硫系玻璃预制棒；4）在步骤3中获得的多孔硫系玻璃预制棒的空气孔内灌入混合物，混合物由60~80目的钻石抛光粉与蒸馏水按体积比1：2~3配制而成，多孔预制棒两端用软塑料件密封后放入超声波清洗器中进行超声清洗8‑12小时，然后打开预制棒两端的软塑料件，再用超声波清洗器对预制棒清洗4‑6小时，最后将预制棒放入干净的烘箱里烘干，即得到多孔红外硫系玻璃光子晶体光纤预制棒。