502。
[0081]步骤502:采用数控磨床对石英包层Ib进行石英冷加工，将石英包层Ib磨削成八边形，八边形石英包层Ib的内接圆直径为30_。通过数控机床对石英包层Ib进行钻孔，得到孔径为9.20mm的圆孔lc，圆孔Ic和石英纤芯Ia的间距为0.30mm,圆孔Ic和石英纤芯Ia的间距与石英纤芯Ia半径的比为0.2，转到步骤503。
[0082]步骤503:采用MCVD的方法制备环形波导预制棒2，环形波导预制棒2包括环形波导纤芯2b、石英外包层2a和石英内包层2c ;环形波导纤芯2b与石英外包层2a折射率差的百分比为1.10%，厚度为3.0Omm ;环形波导纤芯2b的厚度与石英包层Ib的直径比为1.0。石英外包层2a的外径为8.5mm，采用数控外圆磨机床对石英外包层2a进行磨削并抛光至外径为9.0mm，石英外包层2a与预制棒前驱体的圆孔Ic的配合公差为0.12mm，转到步骤504。
[0083]步骤504:将环形波导预制棒2组装至光纤预制棒前驱体I的圆孔lc，形成有源光纤预制棒3，转到步骤505。
[0084]步骤505:在拉丝速度为1.5m/min，拉丝张力为120g的条件下，将有源光纤预制棒3进行拉丝；在拉丝过程中，以60r/min的速度旋转有源光纤预制棒3，将环形波导预制棒2螺旋环绕于石英纤芯Ia周围，每米石英光纤周围有40个螺旋。在拉丝和旋转后的有源光纤预制棒3外部，依次涂覆折射率低于石英包层Ib的低折射率涂层5 (低折射率涂层5在633nm的折射率为1.38)、以及弹性模量较高的光纤外涂敷层4，形成双包层有源光纤6。
[0085]经验证得出，实施例5制备得到的双包层有源光纤6的光纤外涂敷层4的直径为565 μ m，石英包层Ib的直径为402 μ m，工作中心波长为2142.20nm，石英包层Ib和低折射率涂层5的数值孔径为0.46，光束质量为1.03，包层吸收系数为2.6dB/m，基模损耗为0.14dB/m，高阶模损耗为140dB/m。
[0086]本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1.一种双包层有源光纤的制造方法，其特征在于，包括以下步骤: S1:制备双包层有源光纤的预制棒芯棒，将预制棒芯棒与石英进行加工，形成光纤预制棒前驱体(I);所述预制棒前驱体包括石英纤芯(Ia)，石英纤芯(Ia)中掺杂有Yb、Tm、Ho、F、P和Ge中的至少一种元素；所述石英纤芯(Ia)的数值孔径为0.05?0.15，石英纤芯(Ia)的外部覆有直径为30mm?200mm的石英包层(Ib);所述石英包层(Ib)的直径与石英纤芯(Ia)直径的比值为10?40，转到步骤S2 ； 52:对石英包层(Ib)进行石英冷加工，得到D形或正多边形的石英包层(Ib);通过数控机床对石英包层(Ib)进行钻孔，得到圆孔(Ic)，圆孔(Ic)和石英纤芯(Ia)的间距，与石英纤芯(Ia)半径的比为0.1?4.0，转到步骤S3 ； 53:制备环形波导预制棒(2)，环形波导预制棒(2)包括环形波导纤芯(2b)、石英外包层(2a)和石英内包层(2c);环形波导纤芯(2b)的折射率高于石英外包层(2a)和石英内包层(2c);环形波导纤芯(2b)与石英外包层(2a)折射率差的百分比为0.1%?1.1%;环形波导纤芯(2b)的厚度与石英包层(Ib)的直径比为0.2?1.5 ;对石英外包层(2a)进行加工，使得石英外包层(2a)与预制棒前驱体的圆孔(Ic)的配合公差小于0.3_，转到步骤S4 ； 54:将环形波导预制棒(2)组装至光纤预制棒前驱体(I)的圆孔(Ic)，形成有源光纤预制棒(3)，转到步骤S5; 55:在拉丝速度为1.5m/min?20m/min，拉丝张力为40g?150g的条件下，将有源光纤预制棒(3)进行拉丝；在拉丝过程中，以lr/min?180r/min的速度旋转有源光纤预制棒(3)，将环形波导预制棒(2)螺旋环绕于石英纤芯(Ia)周围，每米石英纤芯(Ia)上环绕有0.5?120个螺旋；在拉丝和旋转后的有源光纤预制棒(3)外部，依次涂覆低折射率涂层(5)和光纤外涂敷层(4)，形成双包层有源光纤￠);所述低折射率涂层(5)的折射率低于石英包层(Ib)，低折射率涂层(5)在633nm的折射率为1.33?1.38。
2.如权利要求1所述的双包层有源光纤的制造方法，其特征在于:步骤SI中制备双包层有源光纤的预制棒芯棒时，采用改进的化学汽相沉积法MCVD或者等离子体激活化学汽相沉积法PCVD的方法。
3.如权利要求1所述的双包层有源光纤的制造方法，其特征在于:步骤SI中将预制棒芯棒与石英进行加工时，加工方式为沉积包层或者配合石英管材熔缩，沉积包层的方式为棒外化学汽相沉积法OVD或者等离子体气相沉积法。
4.如权利要求1所述的双包层有源光纤的制造方法，其特征在于:步骤S2中得到圆孔(Ic)之后，还需要对圆孔(Ic)进行抛光。
5.如权利要求1所述的双包层有源光纤的制造方法，其特征在于:步骤S3中制备环形波导预制棒⑵时，采用MCVD、PCVD或者OVD的方法。
6.如权利要求1所述的双包层有源光纤的制造方法，其特征在于:步骤S3中对石英外包层(2a)进行加工包括以下步骤:采用外圆磨的方法磨削石英外包层(2a)的厚度后，对石英外包层(2a)进行抛光。
7.如权利要求1至6任一项所述的双包层有源光纤的制造方法，其特征在于:步骤S5中所述双包层有源光纤(6)的输出光束质量小于1.2，基模损耗小于0.5dB/m，高阶模损耗大于 100dB/m。
8.一种基于权利要求1所述制造方法的双包层有源光纤，其特征在于:所述双包层有源光纤(6)包括由内至外依次设置的石英纤芯(Ia)、石英包层(Ib)、低折射率涂层(5)和光纤外涂敷层(4);所述石英包层(Ib)为D形或者正多边形；所述低折射率涂层(5)的折射率低于石英包层(Ib)，低折射率涂层(5)在633nm的折射率为1.33?1.38 ; 所述石英包层(Ib)内设置有环形波导纤芯(2b)，环形波导纤芯(2b)螺旋环绕于石英纤芯(Ia)周围，每米石英纤芯(Ia)上环绕有0.5?120个螺旋。
9.如权利要求8所述的双包层有源光纤，其特征在于:所述双包层有源光纤￠)的输出光束质量小于1.2，基模损耗小于0.5dB/m，高阶模损耗大于100dB/m。
【专利摘要】本发明公开了一种双包层有源光纤及其制造方法，该方法包括以下步骤：S1：制备光纤预制棒前驱体；S2：对石英包层进行石英冷加工，在石英包层上钻圆孔；S3：制备环形波导预制棒；S4：将环形波导预制棒组装至圆孔，形成有源光纤预制棒；S5：对有源光纤预制棒拉丝，形成双包层有源光纤。双包层有源光纤的石英包层为D形或者正多边形；石英包层内设置有环形波导纤芯，环形波导纤芯螺旋环绕于石英纤芯周围，每米石英纤芯上环绕有0.5～120个螺旋。本发明加工精度高，制造难度较低；制造双包层有源光纤时，能够比较容易使环形波导纤芯环绕于石英纤芯周围，保证双包层有源光纤的光学性能和可靠性。
【IPC分类】G02B6-036, C03B37-025
【公开号】CN104777552
【申请号】CN201510155189
【发明人】莫琦, 杜城, 柯一礼, 张涛, 刘志坚, 喻煌, 严垒, 但融, 雷琼
【申请人】武汉邮电科学研究院, 烽火通信科技股份有限公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月2日