一种多材料混合微结构光纤及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光子晶体光纤及其制备方法，特别涉及一种多材料混合微结构光纤及其制备方法。
【背景技术】
[0002]特种光纤技术近年来得到了迅猛的发展，大致上可分为光纤结构的发展和光纤材料的发展两大发展方向。在光纤结构发展方面，光子晶体光纤(又称为微结构光纤)的发明，是近年来特种光纤技术发展的一个里程碑，这种光纤沿着轴向均匀排列着空气孔，从光纤的端面看，存在周期性排列的二维结构，如果其中I个孔缺失，周期性排列的二维结构形成了带隙，使光能够在缺陷内传播，光子晶体光纤这种特殊的结构使光子晶体光纤具有了无休止单模传输、高非线性、高双折射、色散平坦等新颖的特性。
【发明内容】
[0003]鉴于新技术的发展，本发明提供一种多材料混合微结构光纤及其制备方法，具体技术方案是，一种多材料混合微结构光纤，其特征在于:从内到外依次包括光纤芯棒、由多个金属芯毛细管规则排列在光纤芯棒周围构成的内包层、多个空心毛细管规则排列在多个金属芯毛细管的外围构成的外包层、最外面套装外套石英玻璃管。
[0004]所述的光纤芯棒材料为半导体或纯石英或掺有共掺剂的石英。
[0005]一种多材料混合微结构光纤的制备方法，其特征在于:包括下列步骤，
㈠、通过光纤拉丝加热炉拉制出两端开口的空心毛细管(3)，拉丝加热炉的温度可根据石英玻璃的软化点来设定；
㈡、经过表面处理的金属棒放入一端封口的同直径的石英玻璃套管中，通过光纤拉丝加热炉拉制出金属芯毛细管(2)，拉丝加热炉的温度可根据石英玻璃的软化点来设定，所述金属棒的材料可以为金或银或铜；
曰、将半导体或纯石英或掺有共掺剂的石英棒放入一端封口的同直径的石英玻璃套管中，通过光纤拉丝加热炉拉制出光纤芯棒(1)，拉丝加热炉的温度可根据石英的软化点来设定；
㈣、石英或掺有共掺杂剂的石英玻璃或半导体芯毛细管作为半导体芯棒(I )，金属芯毛细管(2)规则排列在光纤芯棒(I)的周围构成内包层，外围规则排列空心毛细管(3)构成外包层；
?、将排列好的结构放入外套石英玻璃管(4)，悬置于拉丝加热炉中，拉制出多材料混合微结构光纤，拉丝加热炉的温度可根据石英玻璃的软化点来设定。
[0006]本发明的技术效果是在光纤材料方面集成了金属、半导体等多种材料的光纤，有更加优异的光电和高非线性等优点，可为将来光电混合集成光路的发展奠定基础。
【附图说明】
[0007]图1是本发明的横截面结构示意图。
【具体实施方式】
[0008]以下结合附图对本发明进行进一步详细说明。
[0009]如图1所示，一种多材料混合微结构光纤及其制备方法，包括以下步骤:
第一实施例
采用半导体棒做为光纤芯棒I的材料。
[0010]第一步:用外径为30mm,壁厚1mm的石英玻璃套管在拉丝加热炉1900°C下拉制成外径1.5mm的空心毛细管3。；
第二步:将直径为5mm，长20cm，纯度为99.99%的铜棒用砂纸打磨光滑。将经过上述表面处理后的铜棒放入一端封口的石英玻璃套管中，套管外径为20mm，内径为5mm。然后，将放有铜棒的石英玻璃套管悬置于拉丝加热炉中，在1800°C拉制出外径为1.5mm的铜芯毛细管2 ；
第三步:直径为5mm，长20cm的半导体棒用砂纸打磨光滑，将经过上述表面处理后的半导体棒放入一端封口的石英玻璃套管中，套管外径为20mm,内径为5mm,然后,将放有半导体棒的石英玻璃套管悬置于拉丝加热炉中，在1800°C拉制出外径为1.5mm的半导体芯毛细管作为光纤预制棒的芯棒I ;
第四步:将外径为1.5mm的半导体芯毛细管作为光纤芯棒I,将6根外径为1.5mm的铜芯毛细管2排列在光纤芯棒I的周围，外层排列外径1.5mm的空心毛细管3 ；
第五步:将排列好的结构，放入外径为80mm,壁厚为30mm,—端封口的外套石英玻璃管中，置于拉丝加热炉中。在1800°C拉制出外径为125 μ m的多材料混合微结构光纤。
[0011]第二实施例
采用石英玻璃棒或掺杂石英玻璃棒做为光纤芯棒I材料。
[0012]第一步:用外径为30mm，壁厚1mm的石英玻璃套管在拉丝加热炉1900°C下拉制成外径1.5mm的空心毛细管3。；
第二步:将直径为5mm，长20cm，纯度为99.99%的铜棒用砂纸打磨光滑。将经过上述表面处理后的铜棒放入一端封口的石英玻璃套管中，套管外径为20mm，内径为5mm，然后，将放有铜棒的石英玻璃套管悬置于拉丝加热炉中，在1800°C拉制出外径为1.5mm的铜芯毛细管2 ；
第三步:将直径为5mm，长20cm的石英玻璃棒或掺杂石英玻璃棒用砂纸打磨光滑，将经过上述表面处理后的半导体棒放入一端封口的石英玻璃套管中，套管外径为20mm，内径为5_，然后，将放有石英玻璃棒或掺杂石英玻璃棒的石英玻璃套管悬置于拉丝加热炉中，在1800°C拉制出外径为1.5mm的石英玻璃棒或掺杂石英玻璃棒作为光纤预制棒的芯棒I ;
第四步:将外径为1.5mm的半导体芯毛细管作为光纤芯棒I,将6根外径为1.5mm铜芯毛细管2排列在半导体芯棒I周围，外层排列外径1.5mm的空心毛细管3，还可以排列掺杂石英玻璃棒；
第五步:将排列好的结构，放入外径为80mm,壁厚为30mm,—端封口的外套石英玻璃管中，置于拉丝加热炉中，在1800°C拉制出外径为125 μ m的多材料混合微结构光纤。
【主权项】
1.一种多材料混合微结构光纤,其特征在于:从内到外依次包括光纤芯棒(I)、由多个金属芯毛细管(2)规则排列在光纤芯棒(I)周围构成的内包层、多个空心毛细管(3)规则排列在多个金属芯毛细管(2)的外围构成的外包层、最外面套装外套石英玻璃管(4)。
2.如权利要求1所述的多材料混合微结构光纤，其特征在于，所述的光纤芯棒(I)材料为半导体或纯石英或掺有共掺剂的石英。
3.—种多材料混合微结构光纤的制备方法，其特征在于:包括下列步骤， ㈠、通过光纤拉丝加热炉拉制出两端开口的空心毛细管(3)，拉丝加热炉的温度可根据石英玻璃的软化点来设定； ㈡、经过表面处理的金属棒放入一端封口的同直径的石英玻璃套管中，通过光纤拉丝加热炉拉制出金属芯毛细管(2)，拉丝加热炉的温度可根据石英玻璃的软化点来设定，所述金属棒的材料可以为金或银或铜； 曰、将半导体或纯石英或掺有共掺剂的石英棒放入一端封口的同直径的石英玻璃套管中，通过光纤拉丝加热炉拉制出光纤芯棒(1)，拉丝加热炉的温度可根据石英的软化点来设定； ㈣、石英或掺有共掺杂剂的石英玻璃或半导体芯毛细管作为半导体芯棒(I )，金属芯毛细管(2)规则排列在光纤芯棒(I)的周围构成内包层，外围规则排列空心毛细管(3)构成外包层； ?、将排列好的结构放入外套石英玻璃管(4)，悬置于拉丝加热炉中，拉制出多材料混合微结构光纤，拉丝加热炉的温度可根据石英玻璃的软化点来设定。
【专利摘要】本发明公开了一种多材料混合微结构光纤及其制备方法，结构及制备步骤如下：使用石英玻璃管制备空心毛细管；将金属棒或半导体棒放入石英玻璃套管中，然后拉制出金属芯或半导体芯毛细管；使用基质材料为纯石英或掺有掺杂物的石英或半导体材料制备光纤芯棒；并将制得的金属芯和（或）半导体芯毛细管和（或）空心石英毛细管排列在芯棒的周围，将上述堆积排列好的预制棒放入外套石英玻璃管中，然后拉制出多材料混合微结构光纤，技术效果是集成了金属、半导体等多种材料的混合微结构光纤有更加优异的光电和高非线性等优点，可为将来光电混合集成光路的发展奠定基础。
【IPC分类】G02B6-036, G02B6-02, C03B37-027
【公开号】CN104536087
【申请号】CN201510055354
【发明人】张慧嘉
【申请人】中国电子科技集团公司第四十六研究所
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年2月3日