一种掺镱有源光纤及其制备方法与流程

本发明涉及一种掺镱有源光纤及其制备方法。
背景技术：
：光纤激光器由于体积小、散热好，以及稳定性高、光束质量好、斜效率高等显著优势，逐步成为了激光器产业中的主导力量，并一直备受该领域学者、工程技术人员的关注，目前已广泛应用于工业加工、武器装备和医疗器械等方面。其中作为掺镱有源光纤激光器中最重要部件的大模场双包层镱掺杂有源光纤，其结构及成分的设计对光纤激光器的性能至关重要。吸收系数是掺镱有源光纤性能中的一项重要指标，吸收系数的高低决定了光纤激光器中掺镱有源光纤的长度，低的吸收系数会增加有源光纤的实际使用长度，导致高功率下激光器的严重非线性效应，降低光纤斜效率。而相对的，较高的吸收系数会有效降低掺镱光纤的使用长度，提高激光器输出效率。cn107591668a提供了一种吸收系数渐变的掺镱有源光纤，该类光纤能有效分散泵浦过程中产生的热量，改善有源光纤的热沉积现象，提高光纤的整体吸收系数。cn104865634a设计了一种含有yb、al的芯层及围绕该芯层的玻璃基质包层的双包层掺镱有源光纤结构，实现了高浓度镱离子掺杂，获得了较高的包层吸收系数。现有的掺镱有源光纤，主要通过两种方法提高光纤的包层吸收系数，一种是改变石英玻璃内包层的几何结构，通过机械加工的方法，将外层石英玻璃加工成d型或者八边形以提高泵浦光通过芯层的概率，达到提高包层吸收的目的。另一种则是通过提高掺杂的镱离子浓度达到提高包层吸收系数的目的。受限于制备工艺的影响，有源光纤中镱离子浓度并不能无限提高，且八边形或者d型的有源光纤其泵浦吸收效率虽然有显著提高，但最高的吸收效率只能接近80％，仍有20％以上的泵浦光未被芯层的镱离子吸收。为此如何通过光纤结构设计及常规的光纤制备技术提高有源光纤的吸收效率，以达到提高泵浦吸收系数的目的，是本发明设计的高吸收掺镱有源光纤所解决的问题。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题是提供一种高包层吸收系数的掺镱有源光纤结构及其制备方法。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种掺镱有源光纤，包括位于中心、截面为圆形的芯层，半径为r1，折射率为n1；所述芯层外侧为第一内包层，半径为r2，折射率为n2，所述内包层的截面为环形，n2低于n1；所述第一内包层外侧为第二内包层，所述第二内包层的截面外侧为八边形，八边形对角线上的折射率为n3，n3低于n2，半径为r3，定义为：△n3＝n3-n2；所述第二内包层外侧为外包层，半径为r4，折射率为n4，n4低于n3，所述外包层截面外侧为圆形；所述外包层外侧为保护层，半径为r5，折射率为n5，n5高于n1。在光纤截面上，以中心对称轴为y轴，以第一内包层的半径r2及其延伸线为x轴，xy轴的交叉点为零点，在y轴向的折射率y与芯径x之间的关系满足拟合圆曲线，公式为x2+(y+a)2＝ro2，其中ro为所做拟合圆的半径，a为拟合圆圆心至零点的距离，y＝△n3，x对应在相应△n3位置的芯径r3’。优选地，所述芯层的材料为石英基的铝、镱、磷、氟共掺材料，各掺杂元素摩尔百分比为：铝：1～6mol.％，镱：0.1～0.6mol.％，磷：1～4mol.％，氟：0.1～0.5mol.％。优选地，所述第一内包层的材料为纯石英玻璃，使用波长为670nm激光测试第一内包层的折射率，范围在1.4570～1.4573。优选地，所述第二内包层3的材料为掺氟的石英玻璃，其中氟元素的摩尔百分比为0～10mol.％。优选地，外包层由低折射率涂料固化而成，保护层由丙烯酸树脂光纤涂料固化而成。优选地，所述芯层的半径r1为1～30μm，△n1＝n1-n2的范围为0.0006～0.0030；所述第一内包层半径r2为3～100μm，n2的范围为1.4570～1.4573；所述第二内包层的r3’为10～400μm，△n3的范围为-0.0001～-0.008，ro为-0.03～-0.05；所述外包层的半径为r4为15～550μm，△n4＝n4–n2的范围为-0.07～-0.09。一种掺镱有源光纤的制备方法，包括如下步骤1)基管预处理；2)在基管内壁沉积芯层；3)将步骤(2)烧结成的芯层基管塌缩成实心的掺镱有源光纤预制棒；4)在掺镱有源光纤预制棒外层沉积第二内包层；5)将第二内包层抛光打磨至正八边形；6)将光纤预制棒拉丝成石英光纤；7)在石英光纤外侧涂覆固化形成外包层；8)再在外包层外侧涂覆固化形成保护层。具体地，上述步骤2)中，将基管在1500～1650℃通入sicl4气体进行二氧化硅疏松体沉积，沉积结束后将基管的尾管切断，然后浸入水溶液1中浸泡，浸泡结束后在基管中通入n2吹干二氧化硅疏松体层内的水分，浸泡用的水溶液1中含有alcl3、ybcl3和h3po4；将吹干后的基管再重新接上尾管，然后在850～950℃先通入o2对基管中的二氧化硅疏松体中掺杂的铝、镱和磷进行氧化；然后再通入cl2对基管中的二氧化硅疏松体层进行干燥；再在1600～2000℃将二氧化硅疏松体层烧结成芯层，在烧结过程中掺杂sf6气体，每次烧结沉积获得的芯层厚度与基管内径比为1：1000～1:2000之间；重复二氧化硅疏松体沉积及二氧化硅疏松体层烧结的操作共2～4次最终获得芯层基管。优选地，上述步骤3)中塌缩工艺包括1～3次的正向塌缩及1～3次的反向塌缩。具体地，上述步骤4)中将掺镱有源光纤预制棒夹持于ovd车床上，点燃喷灯的氢氧火焰对预制棒进行预热，然后将sicl4和sf6同时通入喷灯中，保持喷灯位置不变，光纤预制棒延轴向往复移动，同时绕自身中心轴旋转，使产生的掺氟氧化硅粉末均匀沉积在预制棒表面，其中sf6的流量按照设计要求随着沉积时间t的增加而呈逐步增加的趋势，sf6的流量变化可按照如下公式计算：sf＝-200△n3’式1式1中，sf为sf6气体通入的流量，而△n3’为第二内包层3与第一内包层2之间的折射率差。其中最内层沉积的sf6流量为0l/min，最外层沉积的sf6流量最大；式中-200为折射率与sf流量之间的关系，通过实际测试经验获得的系数；根据折射率计算公式，在第二内包层任意位置对应的芯径r3’，其对应的折射率高度△n3存在以下关系：r3’2+(△n3’+a)2＝ro2式2同时沉积时间t/min、si的流量ssi、沉积预制场长度l/cm及最终烧结获得的预制棒的密度pg/cm3与第二内包层任意位置r3’之间存在如下公式关系：t＝π(r3’2-r22)l·p/ssi式3通过式1-3，可以计算出sf6气体的流量sf随沉积时间t的变化规律，以使sf6气体和sicl4的流量变化作适应性匹配；将表面沉积掺氟二氧化硅疏松体的掺镱有源光纤预制棒于1400～1600℃条件下于氦气与氧气氛围中进行除湿烧结，获得包含第二内包层的掺镱有源光纤预制棒。与现有技术相比，本发明的优点在于所提供的掺镱有源光纤的结构与以往掺镱光纤的区别在于石英玻璃内包层折射率表现为第一内包层为基管，折射率不变，第二内包层折射率由内到外逐渐下降。第二内包层折射率剖面变化趋势呈圆弧状凸起形状，该种凸起结构能有效的将通入内包层的泵浦光集合收束于近芯层位置，提高包层泵浦光通过芯层的几率，从而提高包层吸收。掺镱有源光纤预制棒的制备方法与以往掺镱有源光纤预制棒的区别在于以往掺镱有源光纤预制棒采用在基管外套管的方式实现设计尺寸的匹配，而本申请中掺镱有源光纤预制棒通过在基管外采用外部气相沉积(ovd)在基管表面直接沉积折射率规律变化的不同氟掺量的石英包层即第二内包层。综上，本发明的掺镱有源光纤可以有效的提高相同芯包层直径下掺镱光纤的包层吸收，降低光纤激光器中的光纤长度，降低光纤激光器非线性效应。同时，采用外部气相沉积取代套管以制备石英玻璃外层，能有效降低光纤制备成本，于产量、合格率提高有益。附图说明图1为本发明实施例的掺镱有源光纤的截面示意图；图2为本发明实施例的掺镱有源光纤折射率剖面示意图。具体实施方式以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。如图1所示，为掺镱有源光纤的截面图，包括位于中心、截面为圆形的芯层1，光纤中间折射率较高的部分，光纤中信号光的导光层，主要成分为si、yb、al、p、f，半径为r1，为1～30μm；折射率为n1。芯层1外侧为第一内包层2，半径为r2，折射率为n2，半径r2为3～100μm，n2的范围为1.4570～1.4573，内包层的截面为圆环形，光纤中靠近芯层的部分，该层为纯硅石英层，泵浦光主要在内包层传输。第一内包层2外侧为第二内包层3，第二内包层3的截面为环形，外圈为正八边形，材料为掺氟的石英玻璃，八边形对角线上的折射率为n3，n3低于n2，半径为r3，泵浦光主要在内包层传输。第二内包层3外侧为外包层4，半径为r4，r4为15～550μm，折射率为n4，n4低于n3，外包层4为低折射率涂层，外包层截面外侧为圆形。外包层4外侧为保护层5，半径为r5，折射率为n5，n5高于n1。△n1：芯层1与第一内包层2之间的折射率差，定义式为：△n1＝n1-n2，△n1＝n1-n2的范围为0.0006～0.0030。△n3：第二内包层3中八边形对角线上的折射率n3与第一内包层2之间的折射率n2之差，定义为：△n3＝n3-n2△n4：外包层4与第一内包层2之间的折射率差，定义为：△n4＝n4–n2，范围为-0.07～-0.09。其中n2为纯硅使用波长为670nm激光测试包层的折射率，范围在1.4570～1.4573。在光纤截面上，以中心对称轴为y轴，以第一内包层的半径r2及其延伸线为x轴，xy轴的交叉点为零点，在y轴向的折射率y与芯径x之间的关系满足拟合圆曲线，公式为x2+(y+a)2＝ro2，其中ro为所做拟合圆的半径，a为拟合圆圆心至零点的距离，y＝△n3，x对应在相应△n3位置的芯径r3’。第二内包层3的r3’取值范围为10～400μm，△n3的范围为-0.0001～-0.008，ro为-0.03～-0.05mm。上述芯层1的材料为石英基(二氧化硅)的铝、镱、磷、氟共掺材料，各掺杂元素摩尔百分比为：铝：1～6mol.％，镱：0.1～0.6mol.％，磷：1～4mol.％，氟：0.1～0.5mol.％。上述第二内包层的材料为掺氟的石英玻璃，其中氟元素的摩尔百分比为0～10mol.％，不取零。上述掺镱有源光纤的制备方法，其包括如下步骤：(1)基管的预处理：基管酸洗、基管预热，有效消除基管内壁的杂质和气泡。该基管最后塌缩形成第一内包层2。(2)将基管在1500～1650℃通入sicl4气体进行二氧化硅疏松体沉积，sicl4通入的体积流量为100～300sccm，沉积结束后将基管的尾管切断，然后浸入水溶液1中浸泡0.2～1小时，浸泡结束后在基管中通入n2吹干二氧化硅疏松体层内的水分，浸泡水溶液1中含有alcl3、ybcl3和h3po4，alcl3的摩尔浓度为0.01～3mol/l，ybcl3的摩尔浓度为0.01～1mol/l，h3po4的摩尔浓度为0.01～2.5mol/l。(3)将步骤(2)吹干后的基管再重新接上尾管，在850～950℃先通入o2对基管内壁的二氧化硅疏松体的铝、镱和磷进行氧化，o2通入的时间为30～60分钟，o2通入的体积流量为150～180sccm；然后再通入cl2对基管中的二氧化硅疏松体层进行干燥，cl2通入的时间为30～60分钟，cl2通入的体积流量为100～150sccm；再在1600～2000℃将二氧化硅疏松体层烧结成芯层，在烧结过程中通入0～20sccm的sf6气体，本实施例不取零，即使疏松体在f气相氛围中烧结，烧结过程中在沉积层中掺杂f元素，每次烧结沉积获得的芯层厚度与基管内径比为1：1000～1:2000之间。(4)重复步骤(2)和步骤(3)共2～4次最终获得芯层基管。根据预制棒的芯层及第一内包层尺寸比例，将光纤预制棒抛光打磨至合适尺寸，其芯层与包层半径之比为r1/r2。(5)将步骤(4)烧结成的芯层基管在2100～2200℃进行塌缩成实心的掺镱有源光纤预制棒，采用1～3遍的正向塌缩及1～3遍的反向塌缩，制成结构符合设计要求的圆棒型掺镱有源光纤预制棒(以下也成为预制棒)，该预制棒芯层对应于最终有源光纤的芯层，玻璃包层对应于有源光纤的第一内包层。(6)将步骤(5)中制备的掺镱有源光纤预制棒夹持于ovd(外气相沉积)车床上，点燃4组喷灯的氢氧火焰对预制棒进行预热，然后将sicl4和sf6同时通入4组喷灯中，保持喷灯位置不变，光纤预制棒延自身轴向按0.5～5m/min的速度往复直线移动，同时光纤预制棒绕其中心轴的旋转速度控制在100～200r/s，使产生的掺氟氧化硅粉末均匀沉积在预制棒表面，sicl4的流量为10～100g/min，sf6的流量为0～2l/min，其中sf6的流量按照设计要求随着沉积时间t呈规律性增加的趋势，整个沉积时间在30min以内，sf6的流量可根据相对第二内包层折射率的下降量△n3’计算，计算公式如下：sf＝-200△n3’式1式1中，其中sf为sf6气体通入的流量，而△n3’为第二内包层3与第一内包层2之间的折射率差。其中第内层沉积的sf6流量为0l/min，最外层沉积的sf6流量最大，为2l/min；式中-200为折射率与sf6流量之间的系数关系，通过实际测试经验获得。根据折射率计算公式，在第二内包层3任意位置对应的芯径r3’，其对应的折射率高度△n3设计成如下关系：r3’2+(△n3’+a)2＝ro2式2同时沉积时间t/min、si的流量ssi、沉积预制场长度l/cm及最终烧结获得的预制棒的密度p，单位g/cm3与第二内包层任意位置r3’之间存在如下公式关系：t＝π(r3’2-r22)l·p/ssi式3通过式1-3，可以计算出sf6气体的流量sf随沉积时间t的变化规律，以使sf6和sicl4的流量变化作适应性匹配。(7)将步骤(6)中制备的掺镱有源光纤疏松体预制棒以5～20rpm的速度旋转并挂于烧结炉内，在1400～1600℃条件下通入1000～2000sccm的氦气与100～500sccm的氧气进行除湿烧结，获得包含表层第二内包层3的掺镱有源光纤预制棒，此步骤中第二内包层3的截面为圆环形；(8)根据预制棒的芯层及第二内包层尺寸比例，对步骤(7)中的光纤预制棒抛光，并将第二内包层3外表面打磨至内正八边形；(9)对步骤(8)中的光纤预制棒进行抛光；(10)将步骤(9)的光纤预制棒拉细成石英光纤，在石英光纤外先涂覆一层低折射率涂料，经过紫外固化处理，然后再涂覆一层丙烯酸树脂光纤涂料，经过紫外固化处理，制备成双包层掺镱有源光纤，其中低折射率涂料为外包层4，丙烯酸树脂光纤涂料为保护层5。以下列举掺镱有源光纤的具体制备方法，并对所制备的光纤的包层吸收进行检测检测，并与不含第二内包层的传统掺镱有源光纤进行对比。实施例1一种高吸收的掺镱有源光纤及其制备方法，其包括如下步骤：(1)基管预处理，将基管酸洗、预热并有效消除基管内壁的杂质和气泡；(2)将基管在1550℃通入sicl4气体进行二氧化硅疏松体沉积，sicl4通入的体积流量为200sccm，沉积结束后将基管的尾管切断，然后浸入浸泡水溶液中浸泡0.3小时，浸泡结束后在基管中通入n2吹干二氧化硅疏松体层内的水分，浸泡水溶液中含有alcl3、ybcl3和h3po4，alcl3的摩尔浓度为0.25％，ybcl3的摩尔浓度为0.05％，h3po4的摩尔浓度为0.2％；(3)将步骤(2)吹干后的基管再重新接上尾管，并在860℃先通入o2对基管中的二氧化硅疏松体的铝、镱和磷进行氧化，o2通入的时间为30分钟，o2通入的体积流量为150sccm；然后再通入cl2对基管中的二氧化硅疏松体层进行干燥，cl2通入的时间为30分钟，cl2通入的体积流量为100sccm；再在1700℃将二氧化硅疏松体层烧结成芯层，在烧结过程中通入5sccm的sf6气体，对疏松体进行f掺杂；(4)重复步骤(2)和步骤(3)共2次最终制备获得芯层基管；(5)将步骤(4)中烧结成的芯层基管在2100℃进行正向及反向塌缩，制成结构符合设计要求的掺镱有源光纤预制棒；(6)根据预制棒的芯层及第一内包层尺寸比例，对步骤(5)中的光纤预制棒抛光打磨至合适尺寸，其芯层与包层半径之比为r1/r2，参数见表1；(7)将步骤(6)中制备的掺镱有源光纤预制棒夹持于ovd(外气相沉积)车床上，采用特制的喷灯点燃氢氧火焰对预制棒进行预热，然后将sicl4和sf6通入，使产生的掺氟氧化硅粉末沉积在预制棒表面，sicl4的流量为10g/min，sf6的流量为0.5l/min，其中sf6的流量按照设计要求随着沉积时间呈逐步增加的趋势，其增加量可根据第二内包层折射率的下降量计算，sf6的流量的变化规律按照公式1-3计算；(8)将步骤(7)中制备的掺镱有源光纤疏松体预制棒以5rpm的速度旋转并挂于烧结炉内，在1400℃条件下进行除湿烧结，要求最终获得的掺镱有源光纤预制棒外半径与芯层半径之比为r3/r1，其烧结玻璃包层的弯曲半径与芯层半径直径之比符合设计要求的r0/r3；(9)对步骤(8)中的光纤预制棒进行抛光，将第二内包层外表面加工成正八边形；(10)将步骤(9)的光纤预制棒拉丝成石英光纤，在石英光纤外先涂覆一层低折射率涂料，经过紫外固化处理，形成外包层，然后再涂覆一层丙烯酸树脂光纤涂料，经过紫外固化处理，得到保护层，制备成双包层掺镱有源光纤。实施例2一种高吸收的掺镱有源光纤及其制备方法，其包括如下步骤：(1)基管预处理，将基管预热并有效消除基管内壁的杂质和气泡；(2)将基管在1600℃通入sicl4气体进行二氧化硅疏松体沉积，sicl4通入的体积流量为150sccm，沉积结束后将基管的尾管切断，然后浸入浸泡水溶液中浸泡0.5小时，浸泡结束后在基管中通入n2吹干二氧化硅疏松体层内的水分，浸泡水溶液中含有alcl3、ybcl3和h3po4，alcl3的摩尔浓度为0.4％，ybcl3的摩尔浓度为0.2％，h3po4的摩尔浓度为0.5％；(3)将步骤(2)吹干后的基管再重新接上尾管，并在900℃先通入o2对基管中的二氧化硅疏松体的铝、镱和磷进行氧化，o2通入的时间为40分钟，o2通入的体积流量为160sccm；然后再通入cl2对基管中的二氧化硅疏松体层进行干燥，cl2通入的时间为40分钟，cl2通入的体积流量为120sccm；再在1800℃将二氧化硅疏松体层烧结成芯层，在烧结过程中掺杂10sccm的sf6气体；(4)重复步骤(2)和步骤(3)共2次最终制备获得芯层基管；(5)将步骤(4)中烧结成的芯层基管在2150℃进行正向及反向塌缩，制成结构符合设计要求的掺镱有源光纤预制棒；(6)根据预制棒的芯层及第一内包层尺寸比例，对步骤(5)中的光纤预制棒抛光打磨至合适尺寸，其芯层与包层半径之比为r1/r2；(7)将步骤(6)中制备的掺镱有源光纤预制棒夹持于ovd(外气相沉积)车床上，采用特制的喷灯点燃氢氧火焰对预制棒进行预热，然后将sicl4和sf6通入，使产生的掺氟氧化硅粉末沉积在预制棒表面，sicl4的流量为50g/min，sf6的流量为2l/min，其中sf6的流量按照设计要求随着沉积时间呈逐步增加的趋势，其增加量可根据第二内包层折射率的下降量计算，参照式1-3计算；(8)将步骤(7)中制备的掺镱有源光纤疏松体预制棒以10rpm的速度旋转并挂于烧结炉内，在1500℃条件下进行除湿烧结，要求最终获得的掺镱有源光纤预制棒外半径与芯层半径之比为r3/r1，其烧结玻璃包层的弯曲半径与芯层半径直径之比符合设计要求的r0/r3；(9)对步骤(8)中的光纤预制棒进行抛光，并将第二内包层的外表面打磨成正八边形；(10)将步骤(9)的光纤预制棒拉丝成石英光纤，在石英光纤外先涂覆一层低折射率涂料，经过紫外固化处理，然后再涂覆一层丙烯酸树脂光纤涂料，经过紫外固化处理，制备成双包层掺镱有源光纤。实施例3一种高吸收的掺镱有源光纤制备方法，其包括如下步骤：(1)基管预处理，将基管酸洗、预热并有效消除基管内壁的杂质和气泡；(2)将基管在1650℃通入sicl4气体进行二氧化硅疏松体沉积，sicl4通入的体积流量为250sccm，沉积结束后将基管的尾管切断，然后浸入浸泡水溶液中浸泡1小时，浸泡结束后在基管中通入n2吹干二氧化硅疏松体层内的水分，浸泡水溶液中含有alcl3、ybcl3和h3po4，alcl3的摩尔浓度为0.8％，ybcl3的摩尔浓度为0.5％，h3po4的摩尔浓度为1.0％；(3)将步骤(2)吹干后的基管再重新接上尾管，并在950℃先通入o2对基管中的二氧化硅疏松体的铝、镱和磷进行氧化，o2通入的时间为60分钟，o2通入的体积流量为180sccm；然后再通入cl2对基管中的二氧化硅疏松体层进行干燥，cl2通入的时间为60分钟，cl2通入的体积流量为150sccm；再在2000℃将二氧化硅疏松体层烧结成芯层，在烧结过程中通入15sccm的sf6气体，在疏松体烧结过程中掺f；(4)重复步骤(2)和步骤(3)共2次最终制备获得芯层基管；(5)将步骤(4)中烧结成的芯层基管在2220℃进行正向及反向塌缩，制成结构符合设计要求的掺镱有源光纤预制棒；(6)根据预制棒的芯层及第一内包层尺寸比例，对步骤(5)中的光纤预制棒抛光打磨至合适尺寸，其芯层与包层半径之比为r1/r2；(7)将步骤(6)中制备的掺镱有源光纤预制棒夹持于ovd(外气相沉积)车床上，采用特制的喷灯点燃氢氧火焰对预制棒进行预热，然后将sicl4和sf6通入，使产生的掺氟氧化硅粉末沉积在预制棒表面，sicl4的流量为50g/min，sf6的流量为2l/min，其中sf6的流量按照设计要求随着沉积时间呈逐步增加的趋势，其增加量可根据第二内包层折射率的下降量计算；(8)将步骤(7)中制备的掺镱有源光纤疏松体预制棒以10rpm的速度旋转并挂于烧结炉内，在1500℃条件下进行除湿烧结，要求最终获得的掺镱有源光纤预制棒外半径与芯层半径之比为r3/r1，其烧结玻璃包层的弯曲半径与芯层半径直径之比符合设计要求的r0/r3；(9)对步骤(8)中的光纤预制棒进行抛光，将第二内包层外壁打磨成八边形；(10)将步骤(9)的光纤预制棒拉丝成石英光纤，在石英光纤外先涂覆一层低折射率涂料，经过紫外固化处理，然后再涂覆一层丙烯酸树脂光纤涂料，经过紫外固化处理，制备成双包层掺镱有源光纤。各实施例设计参数及最终包层吸收测试结果如表1所示，同时对比分析了未采用突出第二内包层结构的掺镱有源光纤其包层吸收测试结果。对比例除没有折射率呈弧形渐变的第二内包层外，其他参数与相同序号的实施例保持一致，其中包层吸收的测试方法为915nm泵浦采用截断法测试。测试结果如下表1高吸收掺镱有源光纤及其制备方法实施例△n1△n3r1/μmr2/μmr3/μmr4/μm包层吸收(db/km)10.0012-0.0040121002503000.38对比例10.0012—12250—3000.3320.0014-0.003010502002400.50对比例20.0014—10200—2400.4530.0020-0.001253065881.4对比例30.0020—565—881.2根据表1内容可显而易见的知晓，本申请设计的折射率剖面变化趋势呈圆弧状凸起形状第二内包层可明显提高包层吸收。尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3