[发明专利]提高稀土掺杂石英玻璃棒均匀性的方法在审
| 申请号： | 201711403411.5 | 申请日： | 2017-12-22 |
| 公开（公告）号： | CN109956664A | 公开（公告）日： | 2019-07-02 |
| 发明（设计）人： | 王孟;于春雷;王世凯;冯素雅;王璠;胡丽丽;张磊;楼风光;陈丹平 | 申请（专利权）人： | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 主分类号： | C03B37/012 | 分类号： | C03B37/012 |
| 代理公司： | 上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 31317 | 代理人： | 张宁展 |
| 地址： | 201800 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | 一种提高稀土掺杂石英玻璃棒均匀性的方法，该方法基于粉体烧结技术制备的大尺寸稀土掺杂玻璃棒，利用高温拉伸炉将玻璃棒拉成直径为0.5～2mm的细棒，将细棒堆垛在一起再次拉伸至直径0.5～2mm，重复此过程2～5次，最后拉制成光纤预制棒所需的芯棒。该方法的原理是通过拉伸‑堆垛‑拉伸的方式，将大尺寸玻璃棒轴向上的不均匀转变为径向上的不均匀，通过重复拉伸，将径向上的不均匀尺寸减小至波长尺度以下，最终不影响光纤激光的产生和传输。该方法通过改善芯棒的均匀性，能有效提高光纤激光的效率和光束质量。 | ||
| 搜索关键词： | 拉伸 玻璃棒 稀土掺杂 不均匀 均匀性 石英玻璃棒 堆垛 细棒 芯棒 光纤预制棒 波长尺度 尺寸减小 粉体烧结 高温拉伸 光纤激光 影响光纤 重复 制备 激光 传输 | ||
【主权项】：
1.一种提高稀土掺杂石英玻璃棒均匀性的方法，特征在于该方法，包括下列步骤：①将基于粉体烧结技术制备的大尺寸稀土掺杂玻璃棒利用高温拉伸炉在1900℃～2050℃的温度下拉制成外径为0.5～2mm的细棒；②将所述的细棒截成100～200mm的长度，在5％～20％浓度的氢氟酸溶液中进行清洗，去除表面杂质；③将所述清洗好的细棒堆垛成外径为10～20mm的圆棒，再次在高温拉伸炉中拉制成外径为0.5～2mm的细棒；④将上述②③步骤的过程重复2～5次；⑤最后将细棒堆垛成的外径为10～20mm的圆棒，按照光纤预制棒对芯棒的要求，拉伸至相应尺寸，用于光纤预制棒的制备。
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纯石英棒的数量N与芯棒的数量n、芯棒一侧的纯石英棒的分布列数C之间的关系式为n＝2C+1，
其中n为大于1的奇数。本发明还提供椭圆芯保偏光纤的制造工艺，对上述光纤预制棒进行高温熔融，芯棒熔融形成椭圆芯，纯石英棒与石英套管熔合形成椭圆芯光纤包层，拉丝制成双折射椭圆芯保偏光纤。本发明中光纤预制棒的纤芯在短时间的高温熔融过程中形成，避免了长时间高温熔融预制棒使纤芯产生热扩散而导致有效的线双折射大幅降低。
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- 本发明公开了一种用于大尺寸光纤预制棒的高效拉锥装置，涉及光纤制造及研发技术领域，解决了现有技术中，单根光纤预制棒的拉丝工艺时间长，特别是大尺寸光纤预制棒，锥形的形成时间更长，设备的生产效率低的问题。其包括保温炉，保温炉相对的两侧侧面上贯穿有供光纤预制棒进入的洞口，且其另外两侧侧面位置分别设有用于对光纤预制棒进行加热的耐高温金属喷灯，耐高温金属喷灯可沿竖直和两耐高温金属喷灯连线方向移动，耐高温金属喷灯上连接有用于控制其中氢气和氧气输送的气路系统。达到一次性高效完成两根大尺寸光纤预制棒的锥形加工，大大提高生产效率，降低生产成本，同时避免加热过程中外界杂质对预制棒污染的效果。
- 低损耗Yb3+掺杂石英光纤预制棒芯棒的制备方法-201610317288.4
- 王世凯;胡丽丽;于春雷;许文彬;楼风光;王孟;冯素雅;张磊;陈丹平 - 中国科学院上海光学精密机械研究所
- 2016-05-13 - 2019-06-18 - C03B37/012
- 一种掺Yb3+石英光纤预制棒芯棒的制备方法，包括：制备稀土及共掺剂Al、P等掺杂的氧化硅粉体；脱碳、脱羟基和球磨处理；高温纯化；将纯化处理后的粉体素坯高温熔制成玻璃，加工成芯棒。本发明可以制备直径范围在3～18mm，长度范围为50～300mm的Yb3+掺杂石英光纤预制棒芯棒，该芯棒玻璃的掺杂均匀性很好，芯棒的折射率起伏Δn<2×10‑4，对应的采用该芯棒和纯石英玻璃套棒，利用管棒法制备预制棒，拉成光纤丝后测试该光纤的折射率均匀性Δn已经超出仪器的检测极限，光纤在1200nm处的背底损耗由原来的0.5～1dB/m降低到0.05dB/m，达到MCVD工艺的损耗水平。
- 用于制造多芯光纤的方法-201510142370.3
- 中西哲也;佐佐木隆 - 住友电气工业株式会社
- 2015-03-27 - 2019-05-21 - C03B37/012
- 根据本发明的制造方法包括计算满足X＝(62.6×JOH+1175)×Pj＝0.1的Pj0.1的步骤，其中Pj是与拉制之后的MCF的包层材料对应的部分的波长为1383nm时的光功率比；以及计算芯部与芯棒的外径比Pcc0.1的步骤，以获得Pj0.1。芯棒具有满足比率Pcc不小于比率Pcc0.1的条件的外径2R0.1，并且包层材料具有形成为直径比芯棒的外径大C(不小于0.15mm且不超过1.5mm)的孔。
- 光纤母材的加工方法-201610130394.1
- 藤井秀纪;越谷隆 - 信越化学工业株式会社
- 2016-03-08 - 2019-05-21 - C03B37/012
- 一种光纤母材的加工方法，在预定的加工位置处，使光纤母材缩径至预定的目标外径之后切断光纤母材，在光纤母材的端部形成纺锤状部分，包括：在加工位置处，将光纤母材的外径缩径至加工前外径和目标外径之间的预定的中间外径的阶段；在包含加工位置的区域中，对缩径至中间外径的光纤母材的表面进行火焰抛光的阶段；以及对光纤母材进一步缩径的阶段。
- 光纤母材的制造方法及光纤母材-201580033381.6
- 春名彻也;平野正晃;田村欣章;川口雄挥 - 住友电气工业株式会社
- 2015-07-21 - 2019-05-17 - C03B37/012
- 本发明涉及制造用于得到传输损耗小的光纤的光纤母材的方法。包含于该光纤母材的芯母材包含分别通过棒塌缩法而制作且碱金属元素浓度及氯浓度这两者被独立控制的3个以上的芯部，在该3个以上的芯部的各自制造步骤当中的2个以上的制造步骤中，实施碱金属元素的添加。其结果是，将在整个芯母材中的碱金属元素浓度的平均值控制在7原子ppm以上70原子ppm以下。
- 一种基于光子晶体光纤结构二维定位孔的毛细玻璃管堆积装置及方法-201610539027.7
- 徐小斌;高福宇;宋凝芳;张春熹;张智昊;蔡伟 - 北京航空航天大学
- 2016-07-08 - 2019-05-03 - C03B37/012
- 本发明公开一种基于光子晶体光纤结构二维定位孔的毛细玻璃管堆积装置，包括两个定位板；两个定位板相互平行设置，且两个定位板上开有相互对称的光纤穿孔。上述两个定位板相对侧面的外缘处对应位置还分别设计有定位销与定位孔，保证了两个定位板间的对称性。使用时，将毛细管插入两个定位板上的光纤通孔，将合两个定位板逐渐分开，移动至毛细管两端，在移动过程中可以根据实际操作过程中，逐步固定，之后用金属丝等将预制棒两端捆紧，将装置从两端取出即可。本发明方便易操作，对操作人员要求低，并且采用此装置堆积的预制棒一致性好，大大提高了预制棒制作效率。
- 一种套管式光纤预制棒-201610816788.2
- 金晓峰 - 长飞光纤光缆股份有限公司
- 2016-09-12 - 2019-04-16 - C03B37/012
- 本发明涉及一种套管式光纤预制棒，包括有纯石英套管和套装在套管中的芯棒，所述的套管下端设置锥部，所述的芯棒下端带锥端，其特征在于所述芯棒的外周沿轴向间隔安设有纯石英挡片，挡片在径向面所形成的曲率半径与套管内孔相配置，在套管与芯棒之间的其余环形空隙中充填有纯石英砂。本发明在套管与芯棒之间的空隙中充填石英砂取消了间隙配合的要求，使加工工艺得到了简化；在芯棒上设置挡片承托阻挡石英砂，保证拉丝的正常进行；本发明可显著降低光纤预制棒的制作成本，在制作大直径和大规格的光纤预制棒时上述特点更为突出。
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