專利名稱：一種橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖的制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種超細(xì)徑的保偏光纖，其光纖外徑僅為40Mm。
背景技術(shù)：
保偏光纖對于線偏振光具有很強(qiáng)的偏振保持能力，主要用于偏振光干涉型角度轉(zhuǎn)動測量中，其典型應(yīng)用是用于制造光纖陀螺、光纖水聽器及相干光通信系統(tǒng)中。隨著國內(nèi)外對光纖陀螺儀研究的深入，小型化是光纖陀螺儀的一個重要的發(fā)展方向。陀螺儀小型化的首要問題就是減小光纖環(huán)圈的體積，在光纖環(huán)圈長度不變的情況下，只能通過減少光纖直徑來減少光纖環(huán)圈的體積。此外，由于光纖直徑的減少還可以在相同長度下減少環(huán)圈纏繞的層數(shù)，這對于提高光纖環(huán)圈的溫度性能也具有積極的意義。目前，常用的保偏光纖根據(jù)應(yīng)力區(qū)的不同分為熊貓型、領(lǐng)結(jié)型和橢圓型。理論研究表明，橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖在制作超細(xì)光纖方面具有明顯的優(yōu)勢，原因在于應(yīng)力區(qū)減小對于橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖的雙折射效應(yīng)影響不大，較容易達(dá)到高雙折射，滿足光纖陀螺儀的要求，因此，橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖是光纖陀螺儀小型化首先要解決的問題。橢圓應(yīng)力層型保偏光纖的制作方法有多種。一種是在線一步成型法，即在MCVD車床上通過沉積和塌縮，再適當(dāng)輔以刻蝕就一次成型一支預(yù)制棒，然后上塔拉制成保偏光纖，過程相對簡單，但工藝復(fù)雜，如中國專利“一”字型保偏光纖及其生產(chǎn)方法，公開號為CN1632629A，公開了 “一”字型保偏光纖及其生產(chǎn)方法；中國專利橢圓茄克型(即橢圓包層型)光纖預(yù)制棒和保偏光纖的結(jié)構(gòu)和制造方法，公開號為CN1410375A，公開了橢圓茄克型光纖預(yù)制棒和保偏光纖的結(jié)構(gòu)和制 造方法；第二種就是冷加工法，即在MCVD車窗上通過沉積和塌縮，制成一帶應(yīng)力區(qū)的結(jié)構(gòu)對稱的預(yù)制棒，然后在預(yù)制棒兩邊對稱切去適當(dāng)?shù)氖⒉糠?，然后在拉絲塔上拉成光纖，此方法需要進(jìn)行冷加工，如果處理不好，會影響光纖強(qiáng)度，并且該法費(fèi)時、廢料，成本高，如美國專利Polarization Controlling Optical FiberPreform and Fabrication Methods,專利號為 US 2006/0191295A1 ;第三種是壓縮-拼片法，即在MCVD車窗上通過沉積和塌縮，制成一帶應(yīng)力區(qū)的結(jié)構(gòu)對稱的預(yù)制棒，然后將預(yù)制棒壓成橢圓狀，再在兩邊拼上適當(dāng)?shù)氖⑵粔K拉絲，此法操作難度大，成品率低，如中國專利棒型保偏光纖，專利號為200820108679.6。相對于專利號201010209155.8提出的一種保偏光纖的制造方法——拼片套管法，本發(fā)明工藝更具有工藝簡單、一致性高的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問題是提供一種橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖的制造方法，用以滿足小型化光纖陀螺對超細(xì)直徑保偏光纖的需求。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖的制造方法，包括以下步驟:
(I)利用MCVD工藝制作帶有應(yīng)力區(qū)的待加工的光纖預(yù)制棒；(2)將所述待加工的光纖預(yù)制棒固定在磨床上，將其外徑磨至合適的尺寸并進(jìn)行拋光，得到光纖預(yù)制棒芯棒；
(3)將圓形石英棒固定在鉆床上，在中心對稱鉆出三個圓孔，然后將相鄰兩孔的隔斷打通，只留一部分凸出，并進(jìn)行拋光，得到石英外套件；
(4)將光纖預(yù)制棒芯棒插入石英外套件的中心孔，得到正式的光纖預(yù)制棒；
(5)將所述正式的光纖預(yù)制棒拉制成橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖。本發(fā)明采用打孔組合式的方法制作光纖預(yù)制棒，采用該方法加工的光纖預(yù)制棒，具有工藝簡單、易于產(chǎn)品化的優(yōu)點(diǎn)，并且利用該方法制作光纖有利于提高保偏光纖的產(chǎn)能。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例中的帶有應(yīng)力區(qū)的光纖預(yù)制棒；
圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的加工后的光纖預(yù)制棒芯棒；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例中的石英外套件；
圖4是本發(fā)明實(shí)施例中的保偏光纖制造流程 圖5是本發(fā)明實(shí)施例中的光纖預(yù)制棒的拉絲過程示意圖。附圖標(biāo)記:
外包層5，應(yīng)力層6，內(nèi)包層7，棒芯8，石英棒9，開孔區(qū)10。
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具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖的制造方法，以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例涉及一種橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖的制造方法，包括以下步驟:
(1)利用MCVD工藝制作帶有應(yīng)力區(qū)的待加工的光纖預(yù)制棒，外徑l(Tl5mm，應(yīng)力區(qū)直徑為5 8mm ；
(2)將所述待加工的光纖預(yù)制棒固定在磨床上，將其外徑磨至合適的尺寸并進(jìn)行拋光，得到光纖預(yù)制棒芯棒，外徑為7 IOmm ；
(3)將圓形石英棒固定在鉆床上，在中心對稱鉆出三個圓孔，然后將相鄰兩孔的隔斷打通，只留一部分凸出，并進(jìn)行拋光，得到石英外套件，外徑為2(T30mm，中心孔徑的尺寸為7 10±0.1臟，兩側(cè)孔徑尺寸為5 7±0.I臟；
(4)將光纖預(yù)制棒芯棒插入石英外套件的中心孔，得到正式的光纖預(yù)制棒；
(5)將所述正式的光纖預(yù)制棒在拉絲塔上拉制成橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖，拉絲溫度2000±20°C，光纖外徑為 42±2Mm。下面，以兩個具體實(shí)例進(jìn)行詳細(xì)說明:
第一實(shí)施例:
(1)利用MCVD車床制作帶有應(yīng)力區(qū)的待加工的光纖預(yù)制棒，預(yù)制棒外徑為10_，應(yīng)力區(qū)直徑為5mm ；
(2)將待加工的光纖預(yù)制棒固定在磨床上，將外徑磨至8mm，然后進(jìn)行拋光，拋至7$^
mm ；(3)將外徑為20mm、長200mm的石英棒固定在鉆床上,在中心鉆出一個尺寸為mm
的圓孔，兩側(cè)鉆出尺寸為5±0.1mm的圓孔；
(4)將預(yù)制棒芯棒插入石英外套件中心孔，并固定，得到正式預(yù)制棒；
(5)將正式預(yù)制棒固定在拉絲塔上，在2000°C的溫度拉成橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖，外徑40Mm。
第二實(shí)施例:
(1)利用MCVD車床制作帶有應(yīng)力區(qū)的待加工的光纖預(yù)制棒，預(yù)制棒外徑為15_，應(yīng)力區(qū)直徑為8mm ；
(2)將待加工的光纖預(yù)制棒固定在磨床上，將外徑磨至10mm，然后進(jìn)行拋光，拋至IOt1
mm ；
(3)將外徑為30mm、長200mm的石英棒固定在鉆床上,在中心鉆出一個尺寸為IO^'1mm
的圓孔，兩側(cè)鉆出尺寸為7±0.1mm的圓孔；
(4)將預(yù)制棒芯棒插入石英外套件中心孔，并固定，得到正式預(yù)制棒；
(5)將正式預(yù)制棒固定在拉絲塔上，在2000°C的溫度拉成橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖，外徑40Mm。
由上述實(shí)施例可以看出，本發(fā)明采用打孔組合式的方法制作光纖預(yù)制棒，采用該方法加工的光纖預(yù)制棒，具有工藝簡單、易于產(chǎn)品化的優(yōu)點(diǎn)，并且利用該方法制作光纖有利于提高保偏光纖的產(chǎn)能。
權(quán)利要求
1.一種橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖的制造方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)利用MCVD工藝制作帶有應(yīng)力區(qū)的待加工的光纖預(yù)制棒； (2)將所述待加工的光纖預(yù)制棒固定在磨床上，將其外徑磨至合適的尺寸并進(jìn)行拋光，得到光纖預(yù)制棒芯棒； (3)將圓形石英棒固定在鉆床上，在中心對稱鉆出三個圓孔，然后將相鄰兩孔的隔斷打通，只留一部分凸出，并進(jìn)行拋光，得到石英外套件； (4)將光纖預(yù)制棒芯棒插入石英外套件的中心孔，得到正式的光纖預(yù)制棒； (5)將所述正式的光纖預(yù)制棒拉制成橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖。
2.如權(quán)利要求I所述的待加工的光纖預(yù)制棒，其特征在于，其外徑為l(Tl5±lmm，應(yīng)力區(qū)直徑為5 8±0· 5mm。
3.如權(quán)利要求I所述的光纖預(yù)制棒芯棒，其特征在于，其外徑為7 10±0.5mm。
4.如權(quán)利要求I所述的石英外套件，其特征在于其外徑為2(T30±lmm，中心孔徑的尺寸為7 10±0. 1mm，兩側(cè)孔徑尺寸為5 7±0. 1_。
5.如權(quán)利要求I所述的光纖制造方法，其特征在于，將所述的正式預(yù)制棒在拉絲塔上拉制成保偏光纖。
6.如權(quán)利要求I所述的光纖制造方法，其特征在于，將所述的正式預(yù)制棒在拉絲塔上加熱到2000±20°C，使其熔融軟化后，拉制成保偏光纖。
7.如權(quán)利要求5或6所述的光纖制造方法，其特征在于，保偏光纖的應(yīng)力區(qū)為橢圓形，保偏光纖的外徑為40±2Mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖的制造方法，包括以下步驟采用MCVD工藝制作帶有應(yīng)力區(qū)的待加工預(yù)制棒；將待加工預(yù)制棒固定在磨床上，將外徑磨至合適的尺寸，得到光纖預(yù)制棒芯棒；將石英棒端面鉆三個孔，得到石英外套件；將芯棒插入石英外套件的中心孔，得到正式的光纖預(yù)制棒；將光纖預(yù)制棒固定在拉絲塔上拉成橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖。橢圓應(yīng)力區(qū)型保偏光纖的橫截面結(jié)構(gòu)由外到內(nèi)依次是外包層(1)、應(yīng)力區(qū)(2)、內(nèi)包層(3)和芯層(4)，其特征在于應(yīng)力區(qū)(2)為橢圓形，橢圓度都在2.5:1以上。本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)是外套件為高純石英，成本相對較低，降低了生產(chǎn)成本；工藝流程簡單，重復(fù)性較高，圓孔內(nèi)表面光潔度高、對稱性好，提高了加工效率，保偏光纖的光學(xué)性能與可靠性得到顯著提高。
文檔編號C03B37/018GK103253860SQ201210459319
公開日2013年8月21日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者隋寧菠, 杭利軍, 魏國盛, 臧曉微 申請人:北京一輕研究院