專利名稱：一種傳輸co的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特殊光纖，特別是涉及一種傳輸CO2激光能量的新型聚合物空芯光纖。
背景技術(shù)：
二氧化碳激光(10.6μm)治療儀是一種醫(yī)學(xué)上應(yīng)用廣泛的設(shè)備。同時，CO2激光也是激光加工設(shè)備中常用的激光器。在激光治療儀等使用過程中，柔軟可彎曲的傳輸CO2激光能量的光纖是必不可少的。因此，近二十多年來，國際上相繼研制了各種傳輸CO2激光能量的光纖。但歸納起來，主要是兩大類一類是單晶或多晶實芯光纖，另一類是空芯光纖。開始進(jìn)行的實芯光纖研究，遇到了端面反射損耗、內(nèi)部缺陷和結(jié)構(gòu)不均勻性造成的過熱點損耗等問題，從而上個世紀(jì)90年代初開始，國際上(包括國內(nèi))轉(zhuǎn)向空芯光纖的研究。在以往所有空芯光纖的研究中，大都是選用玻璃、塑料或金屬空芯管作為基體，在其內(nèi)壁涂(鍍)上有反射本領(lǐng)的一層(及多層)金屬或介質(zhì)。這些光纖的性能和價格離普遍推廣應(yīng)用尚存在一定距離。
本專利申請的發(fā)明人于2005年3月25日向中國國家知識產(chǎn)權(quán)局提出了名稱為“蜘蛛網(wǎng)狀空芯光纖(專利申請?zhí)?0051006003 1.7)的專利申請，并于2006年4月19日公開。這種蜘蛛網(wǎng)狀空芯光纖由纖芯區(qū)(I)、包層(II)和外包層(III)組成，其特征是纖芯區(qū)(I)為空氣，包層(II)為若干同心圓的單一材料和空氣交替層以及由截面上對稱分布若干支撐條構(gòu)成的蜘蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，支撐條的數(shù)量m＝6～12，支撐條的寬度Ws＝λ/3～λ/30(λ為光纖傳輸?shù)墓獠ㄩL)。這種結(jié)構(gòu)可大幅度降低光纖的傳輸損耗；利用聚合物的柔軟性，可改善光纖的彎曲性能；并可大幅度降低光纖的制造成本和銷售價格。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種傳輸CO2激光能量的新型空芯光纖，它由蜘蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)和耐高溫聚合物構(gòu)成，其傳輸損耗可低于現(xiàn)有文獻(xiàn)和專利報導(dǎo)的水平，并具有光纖的易彎曲性和低成本等優(yōu)點。
本發(fā)明的技術(shù)方案是為實現(xiàn)波長10.6μm的CO2激光能量傳輸，該光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)范圍是光纖芯半徑(r0)＝0.3～1.5mm，高折射率層厚度(d2)＝3～3.5μm，空氣層厚度(d1)＝10～20μm，高折射率(n2)＝1.29～1.80，低折射率(n1)＝1(空氣)，N(包層中交替層的數(shù)目)＝3～4。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進(jìn)一步加以說明。
圖1為實現(xiàn)CO2激光能量傳輸光纖的結(jié)構(gòu)圖；圖2為實現(xiàn)CO2激光能量傳輸光纖的折射率分布圖。
在圖1和圖2中，n1＝1(空氣)，n2為介質(zhì)材料的折射率，d1為空氣層的厚度，d2為介質(zhì)層的厚度，r0為空芯半徑，∧＝d1+d2為每個交替層的厚度。
具體實施例方式
實施例1在本實施例中，要實現(xiàn)如圖1所示結(jié)構(gòu)的CO2激光能量傳輸光纖，結(jié)構(gòu)參數(shù)為r0＝0.5mm，d2＝3.2μm，d1＝12.8μm，n2＝1.60，n1＝1，N＝3。按照該材料在10.6μm波長的吸收損耗為200000dB/km，構(gòu)成蜘蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)包層光纖中TE01模的傳輸損耗為3～5dB/km。由此可知，CO2激光能量的傳輸損耗可以比現(xiàn)有光纖的損耗降低1～3個數(shù)量級，并在柔軟、可彎曲性能方面以及成本方面，均獲得改善。
制造本發(fā)明的CO2激光傳能光纖，可以利用聚碳酸酯(PC)、ARTON樹脂、Teflon AF-2400、聚醚砜(PES)、聚酰亞胺(polyimide)以及含二氮雜萘酮聯(lián)苯結(jié)構(gòu)系列等耐熱聚合物。在工藝上，可先做成預(yù)制棒，然后再拉成所需直徑的光纖，也可用本申請同一發(fā)明人的《塑料(聚合物)光子晶體光纖的連續(xù)制造方法》進(jìn)行制造。
權(quán)利要求
1.一種傳輸CO2激光能量的新型聚合物空芯光纖，其纖芯區(qū)(I)為空氣、包層(II)為若干同心圓的單一材料和空氣交替層以及由截面上對稱分布若干支撐條構(gòu)成的蜘蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其特征是為實現(xiàn)波長10.6μm的CO2激光能量傳輸，該光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)范圍是光纖芯半徑r0＝0.3～1.5mm；高折射率層厚度d2＝3～3.5μm；空氣層厚度d1＝10～20μm；高折射率n2＝1.29～1.80；低折射率n1＝1(空氣)；包層中交替層的數(shù)目N＝3～4。
全文摘要
本發(fā)明公開一種能實現(xiàn)波長10.6μm的CO
文檔編號G02B6/02GK101017220SQ20071006147
公開日2007年8月15日 申請日期2007年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月28日
發(fā)明者于榮金 申請人:燕山大學(xué)