技术特征：
1.一种高功率用光敏型铒镱共掺光纤，其特征在于：光纤截面结构由内到外依次包括第一芯层(101)、第二芯层(102)、渐变层(103)、第一包层(104)、第二包层(105)和外部涂层(106)，所述第一芯层(101)为含有er、yb、p、f掺杂元素的石英，相对于纯石英的折射率差δ1为0.016～0.019；所述第二芯层(102)为含有ge、p掺杂元素的石英，相对于纯石英的折射率差δ2为0.013～0.016；所述第一芯层(101)和第二芯层(102)在折射率差上存在差值，该差值构成纤芯数值孔径na
芯
为0.06～0.09；所述渐变层(103)为包含al、f掺杂元素的石英层，渐变层在光纤径向上折射率差由内向外逐渐降低，折射率差在0.008～0.013之间线性下滑；所述第一包层(104)为纯石英层，截面形状为圆形或多边形；所述第二包层(105)为低折射率涂料层，折射率绝对值在1.36～1.37；所述外部涂层(106)的涂布模量控制在1100mpa以上。2.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于：所述第一芯层(101)的外径d1：20～35μm，第二芯层(102)的外径d2：45～60μm，所述渐变层(103)的外径控制在55～90μm。3.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于：所述第一芯层(101)中er的摩尔百分比为0.1～0.2mol％，yb的摩尔百分比为1.3～2.0mol％，p的摩尔百分比为10～17mol％，f的摩尔百分比为0.1～0.15mol％。4.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于：所述第二纤芯(102)中的ge的摩尔百分比为8～12mol％，p的摩尔百分比为0.5～1.0mol％。5.根据权利要求1所述的光纤，其特征在于：所述第一包层(104)的含水量控制在1ppm以下，第一包层的形状为正六边形或者正八边形。6.一种制备权利要求1
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5任一权项所述光纤的方法，其特征在于：包括如下步骤，第一步：准备石英基管，将基管两端分别焊接头管和尾管，在距离基管一侧某一位置的头管处，通过火焰加热的方式挤出凹陷容器用于盛放固相掺杂化合物，准备工作完成后，对基管进行刻蚀、抛光处理；第二步：沉积渐变层，将al化合物固体导入凹陷容器中，在沉积sio2疏松体的过程中，在头管外侧加热凹陷容器，使al化合物的固相颗粒升华为气相，并通入o2作为载气，一边沉积疏松体一边掺杂al元素，al元素最终以al2o3的形式在疏松体中沉积；疏松体沉积的同时通入sf6气体实现f掺杂，sf6气体流量控制在5～10sccm，需要沉积5～6层疏松体，每层疏松体的沉积温度逐渐降低以对应获得孔隙率逐渐变小的疏松体，以此控制各层疏松体对掺杂元素al的吸收量，每层疏松体沉积时调节sf6气体流量以此控制各层疏松体对掺杂元素f的吸收量，以此实现通过控制沉积温度和sf6流量来控制渐变的折射率剖面，最后将沉积疏松体玻璃化即获得渐变层；第三步：沉积第二芯层，向基管通入sicl4、o2，沉积温度控制在1500～1700℃，疏松体沉积完成后，通入o2、cl2对疏松体氧化、干燥，再进行玻璃化，玻璃化过程中掺入ge、p元素，玻璃化温度控制在1850～2000℃，重复以上步骤4～5遍，获得透明玻璃态的第二纤芯；第四步：沉积第一芯层疏松体，在第三步的基础上向基管内通入sicl4、pocl3、o2、sf6气
体，沉积一层含f、高含p的sio2疏松体，在一边沉积疏松体一边掺杂的过程中，采用反向掺杂的方式进行p2o5的高浓度掺杂，火焰喷灯移动的速度是100～140mm/min，温度控制在1450～1650℃，沉积完疏松体后，将yb、er的固态化合物颗粒装入到头管中的凹陷容器里，从头管外部加热凹陷容器使固体颗粒升华，在基管内通入o2作为载流气体，将蒸发的稀土化合物载入到疏松体内，载流过程中氢氧焰喷灯在基管下方沿来回移动加热基管，pocl3和稀土最终以氧化物的形式掺杂在疏松体内；第五步：第一芯层玻璃化并塌缩，对第四步的疏松体进行玻璃化，玻璃化完成后基管呈现透明状态，玻璃化过程中向基管内通入pocl3和o2，pocl3最终以p2o5的形式掺杂于透明玻璃中；玻璃化后对基管进行塌缩，过程全部采用反向塌缩工艺，反向塌缩次数控制在4～5次，塌缩过程中同时通入pocl3；第六步：对塌缩后的芯棒进行套管，芯棒直接穿过套管并进行塌缩，套管完成后，再对套管热抛处理；第七步：根据需要对套管进行机械加工，形成第一包层，对光棒进行碱洗、水洗，处理后的光棒接好把手，准备拉丝；第八步：将光棒放入拉丝炉内进行熔融拉丝，拉丝后对光纤进行内涂固化形成第二包层后，再对光纤进行外涂固化形成外部涂层。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤三中，对凹陷容器的加热温度控制在200～250℃。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤三中，各层疏松体的沉积温度逐渐降低，每层沉积温度比上一层降低10～16℃，设计第一层疏松体的沉积温度为1615℃。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤四中，ge、p分别以gecl4、pocl3在疏松体玻璃化的时候掺入，gecl4的流量控制在150～200sccm，pocl3的流量控制在15～20sccm。10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤五中，yb、er分别以ybcl3、ercl3的固体装填到所述凹槽容器中，对凹槽容器的加热温度控制在500～1000℃，氢氧焰喷灯的移动速度控制在50～80mm/min，载流o2的流量控制在100～150sccm。11.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤六中，玻璃化温度控制在1900～2000℃，玻璃化速率控制在120～140mm/min，pocl3流量控制在20～30sccm，o2流量控制在50～100sccm。12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤六的塌缩过程中，第一次塌缩时pocl3流量控制在100～150sccm，第二次塌缩时pocl3流量控制在40～50sccm，第三次塌缩时pocl3流量控制在40～50sccm。13.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤七中塌缩温度控制在2200～2300℃，喷灯移动速度控制在0.5～1mm/min。14.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤九中，拉丝炉内温度控制在1600～1700℃，拉丝速度控制在50～60pmp，拉丝张力控制在1.0n以上。
技术总结
本发明涉及一种高功率用光敏型铒镱共掺光纤及其制备方法，属于光纤技术领域。光纤截面结构由内到外包括第一芯层(101)、第二芯层(102)、渐变层(103)、第一包层(104)、第二包层(105)和外部涂层(106)，第一芯层为Er、Yb、P、F掺杂的石英；第二芯层为Ge、P掺杂的石英；第一、二芯层构成纤芯数值孔径NA
技术研发人员：冯术娟 宋海瑞 赵霞 缪振华 侯树虎 徐律 卞新海 韩婷婷 张冬梅
受保护的技术使用者：江苏法尔胜光电科技有限公司
技术研发日：2021.08.12
技术公布日：2021/12/21