[发明专利]一种高掺杂Tb3+磷酸盐玻璃芯复合材料光纤及其制备方法

摘要

本发明公开了一种高掺杂Tb³⁺磷酸盐玻璃芯复合材料光纤及其制备方法。本光纤的包层材料为光学性能优异的K9玻璃，纤芯材料为高掺杂Tb³⁺磷酸盐玻璃，制备的纤芯玻璃在可见‑近红外区具有高透过率、大的费尔德常数，同时具有强的绿光（542 nm）发射以及长的荧光寿命。光纤的制备步骤如下：一是高掺杂Tb³⁺磷酸盐纤芯玻璃的熔制；二是光纤预制棒的加工；三是复合光纤的拉制。本发明采用纤芯熔融法能有效地解决因高掺杂Tb³⁺玻璃拉制光纤导致的析晶问题。本发明的光纤可用于光纤通信领域的磁光隔离器、磁光调制器、磁光开关等磁光器件，光纤电流互感器、光纤磁场传感器等传感领域以及绿光（542 nm）光纤激光器。

主权项

1.一种高掺杂Tb³⁺磷酸盐玻璃芯复合光纤的制备方法，其特征在于，步骤如下：(1)高掺杂Tb³⁺磷酸盐块体纤芯玻璃的熔制：称取原料P₂O₅、Al₂O₃、BaO、K₂O和Tb₂O₃，混合均匀，加入到刚玉坩埚中在1200～1300℃熔制3～5h，成型后精密退火得高掺杂Tb³⁺磷酸盐块体纤芯玻璃；(2)预制棒的加工：将经过精密退火的高掺杂Tb³⁺磷酸盐块体纤芯玻璃加工成长5～7cm，直径3～5mm的玻璃圆柱，并将玻璃圆柱表面进行机械和化学抛光，得纤芯棒；同时，在直径2～3cm的K9玻璃的中心，通过机械加工一个长5～7cm，直径3～5mm的孔，并进行机械和化学抛光；(3)光纤拉丝：将加工好的纤芯棒放入加工好的K9玻璃孔中组成光纤预制棒，再在拉丝塔上拉丝，拉丝过程通氩气保护，可获得连续的K9玻璃包层的高掺杂Tb³⁺磷酸盐玻璃芯复合光纤；所述P₂O₅、Al₂O₃、BaO、K₂O、Tb₂O₃的质量比为(40～60)：(0～10)：(0～15)：(0～12)：(20～30)。