一种在线熔缩拉丝的增益光纤制备方法与流程

本发明涉及光纤制备技术领域，特别涉及一种在线熔缩拉丝的增益光纤制备方法。

背景技术：

激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重要发明。高功率光纤激光器作为新一代工业激光器，在工业材料加工、高端制造领域应用广泛，近年来得到世界各主要工业国家的广泛重视。显而易见，在光纤激光器产业链中，特种光纤与光纤激光器密切相关，光纤激光器的制造涉及多种有源和无源光纤，而其中最关键的是双包层大模场稀土掺杂的有源光纤。

双包层大模场有源光纤的结构由掺杂稀土离子的纤芯，传输泵浦光的内包层和形成泵浦波导的低折射率外包层等部分组成，由于泵浦光只有在通过纤芯时才会被稀土离子吸收并进而实现激光放大效果，为提高泵浦光的吸收效率，需要破坏内包层的圆柱对称性以减少螺旋光的产生，这通常可以通过将内包层外形做成非圆形来实现，如正八边形。因此，双包层大模场有源光纤的制备通常包括芯棒，套管，打磨，拉丝和测试等步骤。有源光纤芯棒制备可采用MCVD方法，也可选用其它方法如OVD，VAD和PCVD等。芯棒完成后，一般通过套管工艺，即将芯棒插入适当尺寸的套管，在热的作用下，将套管熔缩到芯棒上，制成光纤预制棒，以达到设计的芯包比要求，套管完成的光纤预制棒采用机械打磨将其加工成非圆外形的光纤预制棒，最后进行拉丝涂覆和测试。

上述串联式工艺流程目前用于有源光纤的生产，但是，这一常规在线熔缩拉丝的增益光纤制备方法存在以下几个缺点：芯棒进行套管和打磨过程中，会不同程度地引入光纤同心度下降，不宜控制光纤质量；由于芯棒制造成本较高，后续工艺一旦出现失误，难于补救，报废成本高；串联式工艺流程生产周期较长，不利于生产效率的提高；预制棒打磨由于残存应力容易造成整根光纤预制棒开裂，生产风险较大。

技术实现要素：

本发明提供一种在线熔缩拉丝的增益光纤制备方法，解决现有技术中加工过程引入同心度误差，同时打磨过程造成预制棒损伤的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种在线熔缩拉丝的增益光纤制备方法，包括：

制备光纤预制棒芯棒；

采用氢氟酸溶液酸洗所述光纤预制棒芯棒，去除杂质；

制备非圆外形的套管；

采用氢氟酸溶液酸洗所述套管，去除杂质；

将所述套管与所述光纤预制棒芯棒进行组合套装成光纤预制棒组合件；

将所述光纤预制棒组合件安装在拉丝塔上进行在线熔缩，拉丝和涂覆，制成双包层有源光纤。

进一步地，所述套管内壁与所述光纤预制棒的间隙小于或等于0.5mm。

进一步地，所述套管置于所述HF溶液中浸泡时间大于等于15min。

进一步地，所述套管为石英玻璃管。

进一步地，所述套管为掺杂的二氧化硅玻璃管，其折射率等于或小于二氧化硅玻璃的折射率。

进一步地，所述制备非圆外形套管的步骤包括：单独将圆形玻璃管的外壁进行机械打磨成非圆外形套管；

其中，所述非圆外形套管包括正八边形或者正六边形或者正方形或者长方形或者“D”形。进一步地，所述光纤预制棒芯棒置于所述HF溶液中浸泡时间大于或等于10min。

进一步地，所述制备光纤预制棒芯棒包括：

用MCVD方法制备的芯棒，在纤芯掺杂稀土物质和其它共掺物质；

用OVD方法制备的芯棒，在纤芯掺杂稀土物质和其它共掺物质；

用VAD方法制备的芯棒，在纤芯掺杂稀土物质和其它共掺物质；

用PCVD方法制备的芯棒，在纤芯掺杂稀土物质和其它共掺物质。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的在线熔缩拉丝的增益光纤制备方法，一方面通过光纤加工过程有序加工，配合HF溶液浸泡操作，大大降低过程中的杂质引入，保证光纤的质量；另一方面，通过独立加工成非圆外形的套管，而后再与芯棒组合套装避免预制棒的塑形加工过程造成光纤预制棒损伤，同时保持较好的同心度；第三，非圆外形套管制备和光纤芯棒制备可独立并行进行，大大提高了生产效率；第四，非圆外形套管可进行单独测试，如有误差，可采取适当的补救措施。

附图说明

图1为本发明实施例提供的在线熔缩拉丝的增益光纤制备方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的光纤预制棒芯棒棒芯和包层结构示意图；

图3为本发明实施例提供的套管的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的组合光纤预制棒的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的有源光纤结构示意图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种在线熔缩拉丝的增益光纤制备方法，解决现有技术中加工过程引入杂质，同时打磨过程造成预制棒损伤的技术问题；达到了抑制杂质引入，提升光纤质量；降低塑形损伤的技术效果。

为了更好的理解上述技术方案，下面以八边形预制棒作为实例，结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1～图5，本发明实施例提供的一种在线熔缩拉丝的增益光纤制备方法，包括：

制备光纤预制棒芯棒(1、2)；

将所述光纤预制棒芯棒置于所述HF溶液中浸泡，去除杂质；

制备正八边形套管3；

将所述套管按照所述光纤预制棒芯棒尺寸进行匹配切割，并置于HF溶液浸泡，去除杂质；

将所述正八边形套管与所述光纤预制棒芯棒进行组合套装成光纤预制棒组合件4；

将所述光纤预制棒组合件在拉丝塔上在线熔缩，拉丝和涂覆制成双包层有源光纤。

具体来说，就是按照预制棒从里到外的结构是顺序，分别单独制备各个部件，一方面能够提升加工效率，保持结构和质量的可靠性，通过HF溶液，抑制杂质的引入；进一步，将独立加工的芯棒和套管进行组装，避免塑形造成光纤预制棒的损伤。

参见图5，双层涂覆包括：内涂层5和外涂层6。

具体的，所述制备正八边形套管的步骤包括：单独将圆形玻璃管进行机械打磨成正八边形套管。即，将套管脱离芯棒独立加工，完成后再和芯棒组装，能够避免加工杂质引入，同时避免损伤预制棒。

优选地，所述套管内壁与所述光纤预制棒芯棒的间隙小于或等于

0.5mm。

具体来说，所述套管为石英玻璃管，所述套管置于所述HF溶液中浸泡时间大于或等于15min；所述光纤预制棒芯棒置于所述HF溶液中浸泡时间大于或等于10min。通过HF容易去除掉加工过程中的杂质，保证光纤的质量可靠性。

本专利采用直接八边形套管与芯棒组合拉丝的方法制备双包层大模场有源光纤，其他诸如异型套管与芯棒组合拉丝制备双包层大模场有源光纤等均为该专利的保护范围。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例中提供的在线熔缩拉丝的增益光纤制备方法，一方面通过光纤加工过程有序加工，配合HF溶液浸泡操作，大大降低过程中的杂质引入，保证光纤的质量；另一方面，通过独立加工成非圆外形的套管，而后再与芯棒组合套装避免预制棒的塑形加工过程造成光纤预制棒损伤，同时保持较好的同心度；第三，非圆外形套管制备和光纤芯棒制备可独立并行进行，大大提高了生产效率；第四，非圆外形套管可进行单独测试，如有误差，可采取适当的补救措施。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。