椭圆度任意可调的椭圆芯保偏光纤预制棒的挤压制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种椭圆度任意可调的椭圆芯保偏光纤预制棒的挤压制备方法，通过两个阶段的分级挤压，制备得到的椭圆芯保偏光纤预制棒尺寸精度高、具有稳定的纤芯?包层比例，且纤芯的椭圆度与对应的挤压模上的挤压孔的椭圆度基本一致，纤芯与包层贴合地非常紧密，纤芯?包层界面清晰、完整；本发明方法可控性好，可以精确控制椭圆芯保偏光纤预制棒的纤芯的椭圆度，克服了传统钻孔或减压烧缩法制备的椭圆芯保偏光纤预制棒存在结构缺陷的弊端，同时，与传统改进化学气相沉积法（MCVD）制备光纤预制棒的方法相比，成本大幅降低，此外，解决了传统套管法制备的椭圆芯保偏光纤预制棒存在的纤芯?包层界面差的问题。
【专利说明】
椭圆度任意可调的椭圆芯保偏光纤预制棒的挤压制备方法
技术领域
[0001]本发明属于光纤预制棒制作领域，具体是一种椭圆度任意可调的椭圆芯保偏光纤预制棒的挤压制备方法。
【背景技术】
[0002]硫系玻璃具有良好的红外透过性能(依组份不同，其透过范围为0.5?25μπι)，较低的声子能量(小于350 cm—”，较高的折射率(2?3.5)。此外，硫系玻璃还具有较低的转变温度(Tg为150?250 °C)、较好的力学性能、良好的化学稳定性和热稳定性，基于硫系玻璃拉制成的硫系玻璃光纤具有机械性能及物理化学稳定性好等优势。
[0003]保偏光纤是一种对线偏振光具有较强的偏振保持能力的光纤。由于其具有良好的偏振态保持能力，被广泛应用于光纤传感和各种偏振相干检测器方面。按照双折射现象产生的方式不同，可将保偏光纤分为几何型保偏光纤和应力型保偏光纤。几何型保偏光纤主要是由于材料几何结构上的不对称性导致光纤材料折射率的改变，从而产生双折射效应，比如椭圆芯保偏光纤，一般地，椭圆芯保偏光纤纤芯的椭圆度e的计算公式为e=a/b，其中a为椭圆的长轴长度，b为椭圆的短轴长度;应力型保偏光纤主要是依靠外嵌入的应力棒和光纤纤芯的热膨胀系数的不同，从而产生热应力，在热应力的作用下导致材料折射率的变化，从而产生双折射效应，比如熊猫型保偏光纤。由于几何型保偏光纤的双折射主要是由几何双折射引起的，相比于应力型保偏光纤，几何型保偏光纤的双折射具有稳定性好和温度无关性的特点。
[0004]目前，制备椭圆芯保偏光纤预制棒的主要方法有研磨法和减压烧缩法。用研磨法制备椭圆芯保偏光纤，先根据要求将包层和芯棒沉积好后，将圆棒两侧的圆弧研磨至平，再高温拉丝即可获得椭圆芯保偏光纤。此方法由于预制棒加工面呈近似椭圆形，磨抛加工难度大，而且拉制的光纤横截面形状不均匀，并且纵向均匀性也不容易保证。用减压烧缩法制备椭圆芯保偏光纤预制棒，先利用气相沉积工艺在衬底管内壁上沉积包层和芯层，然后将管内气压减小，要确保沉积管内的气压小于外界环境的大气压，然后升高温度，在低压高温的作用下将芯层熔缩成椭圆形，即可制得椭圆芯保偏光纤预制棒。应用减压烧缩法制备椭圆芯保偏光纤预制棒过程中，由于需要准确控制气体量与温度的关系，而实际控制难度较大，因此很难实现高精度椭圆芯保偏光纤预制棒的制作。
[0005]用挤压法制备光纤预制棒，对具有较陡粘度-温度曲线或较易析晶的硫系玻璃来说非常适用。在这种方法中，玻璃组合坯体被放置在挤压筒中并将温度加热至玻璃的软化温度以上，然后玻璃在高压下按某一固定的速率通过底部的模具被挤出，从而得到具有芯包层结构的硫系玻璃预制棒。在挤压中，较高的压强和较低的挤压温度能够有效降低玻璃的析晶概率。并且在挤压过程中，玻璃表面不会受到机械损伤和外部杂质干扰，所有经挤压制得的硫系玻璃光纤预制棒的表面的光洁程度远高于其他制备方法。国内对于制备传统保偏光纤预制棒的专利大部分都集中在应力型保偏光纤，几何型保偏光纤预制棒的制备专利和文献较少。其中专利CN104445912A介绍的是一种熊猫保偏光纤预制棒的制作方法，将2根保偏应力棒按照应力分布需求对称固定在芯棒的两侧，采用外部沉积法对芯棒和保偏应力棒进行外包层沉积，获得预制棒疏松体，最后对预制棒疏松体进行烧结，获得界面为圆形的熊猫型保偏光纤预制棒。该专利涉及到外部沉积步骤，因此制作成本较高，而且在外部沉积的过程中，应力棒容易炸裂，保偏应力棒很难精确地按照应力要求固定在芯棒两侧，因此制备精度不高。综上，有必要开发一种椭圆芯保偏光纤预制棒的挤压制备方法，本发明正是基于此目的而提出。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术的不足，提供一种椭圆度任意可调的椭圆芯保偏光纤预制棒的挤压制备方法，不仅可以精确控制椭圆芯保偏光纤预制棒的纤芯的椭圆度，而且可以制备任意椭圆度的椭圆芯保偏光纤预制棒，同时制备成本大幅降低。
[0007]本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:椭圆度任意可调的椭圆芯保偏光纤预制棒的挤压制备方法，其特征在于包括以下步骤:
(1)准备一上部开口的挤压筒，所述的挤压筒的底壁开设有挤压口；准备一挤压头，所述的挤压头的外径与所述的挤压筒的内径相适配，所述的挤压头的底部设有下部开口的空腔，所述的空腔的正中心设置有第一顶杆，所述的第一顶杆的上端可拆卸地连接固定在所述的挤压头上，所述的第一顶杆的底面与所述的挤压头的底面齐平;准备一下部开口的保护套管，该保护套管的顶壁的中心开设有纵向通孔，所述的保护套管的外形尺寸与所述的空腔相适配，所述的第一顶杆的外径大于所述的纵向通孔的孔径;准备一套挤压模，该套挤压模由多个挤压模构成，每个所述的挤压模的中部开设有一个椭圆形的挤压孔，各个所述的挤压模上的挤压孔的椭圆度不等，每个所述的挤压模的外径与所述的保护套管的内径相适配;准备经酒精冲洗干净并烘干的一纤芯硫系玻璃锭和一包层硫系玻璃锭，且纤芯硫系玻璃的线性折射率大于包层硫系玻璃的线性折射率，所述的纤芯硫系玻璃锭的外径与所述的保护套管的内径相适配，所述的包层硫系玻璃锭的外径与所述的挤压筒的内径相适配；
(2)根据待制备的椭圆芯保偏光纤预制棒的纤芯的椭圆度，从所述的一套挤压模中挑选出挤压孔的椭圆度相匹配的一个挤压模；
(3)先将所述的包层硫系玻璃锭放入所述的挤压筒的底部，然后将所述的纤芯硫系玻璃锭和挑选的挤压模放入所述的保护套管内，并使所述的纤芯硫系玻璃锭叠放在该挤压模的上方，再将所述的保护套管连同纤芯硫系玻璃锭和挤压模一起放置在所述的包层硫系玻璃锭上，最后将所述的挤压头连同所述的第一顶杆一起放入所述的挤压筒内，使所述的第一顶杆的底面与所述的保护套管的顶面接触，且所述的第一顶杆、纵向通孔、挤压模上的挤压孔和挤压口的中心在同一直线上；
(4)对所述的挤压筒进行加热，加热至挤压筒的温度达到T，挤压筒的温度T满足:Tg〈T〈Tx，其中Tg取值于纤芯硫系玻璃和包层硫系玻璃这两种玻璃的转变温度中的较大值，Tx取值于纤芯硫系玻璃和包层硫系玻璃这两种玻璃的析晶温度中的较小值，加热后挤压筒内的纤芯硫系玻璃锭和包层硫系玻璃锭受热软化;对所述的挤压头的顶部施压，通过所述的第一顶杆推动所述的保护套管连同纤芯硫系玻璃锭和挤压模一起挤入所述的包层硫系玻璃锭中，使所述的挤压模的底面与所述的包层硫系玻璃锭的底面齐平；
(5)保持挤压筒的温度T不变，取出所述的挤压头，拆卸所述的第一顶杆，将与所述的第一顶杆等长的第二顶杆装配在所述的挤压头上，所述的第二顶杆的外径小于所述的纵向通孔的孔径，然后将挤压头连同所述的第二顶杆一起放入所述的挤压筒内，使所述的第二顶杆的底面与所述的保护套管的顶面齐平，再次对所述的挤压头的顶部施压，使所述的第二顶杆的底端穿过所述的纵向通孔伸入所述的纤芯硫系玻璃锭中，将纤芯硫系玻璃从所述的挤压模上的挤压孔挤出，最终将纤芯硫系玻璃与包层硫系玻璃从所述的挤压口一同挤出，该挤出产物即为椭圆芯保偏光纤预制棒的半成品，挤出的同时采用牵引机构对该半成品进行同步牵引；
(6)将挤出的椭圆芯保偏光纤预制棒半成品在所述的Tg温度下退火4-6小时后，再缓慢降温至室温，即得到单模硫系椭圆芯保偏光纤预制棒。
[0008]本发明方法挤压制备椭圆芯保偏光纤预制棒时，将纤芯硫系玻璃锭放置在保护套管内，保护套管可以保护纤芯硫系玻璃，确保纤芯硫系玻璃能够整体挤入包层硫系玻璃锭中，此外，在取出挤压头、拆卸第一顶杆并更换第二顶杆时，该保护套管还可防止其内侧的玻璃在压力作用下向上反向流动，确保挤压的顺利进行。本发明的挤压过程，分两个阶段进行:第一阶段，对挤压筒进行加热，在特定温度下，使纤芯硫系玻璃锭和包层硫系玻璃锭受热软化，对挤压头的顶部施压，通过第一顶杆推动保护套管连同纤芯硫系玻璃锭和挤压模一起挤入包层硫系玻璃锭中，使挤压模的底面与包层硫系玻璃锭的底面齐平;第二阶段，保持挤压筒的温度T不变，换上第二顶杆后，再次对挤压头的顶部施压，使第二顶杆的底端穿过纵向通孔伸入纤芯硫系玻璃锭中，将纤芯硫系玻璃从挤压模上的挤压孔挤出，最终将纤芯硫系玻璃与包层硫系玻璃从挤压口一同挤出，该挤出产物即为椭圆芯保偏光纤预制棒的半成品，在Tg温度下退火4-6小时后，再缓慢降温至室温，即得到单模硫系椭圆芯保偏光纤预制棒，该椭圆芯保偏光纤预制棒具有稳定的纤芯-包层比例。
[0009]步骤(4)和步骤(5)中的挤压过程在真空腔内进行，挤压前利用真空栗对该真空腔抽真空，当真空腔内的真空度低于10—2 Pa时，向真空腔内补充氮气或惰性气体，使真空腔内的气压与外界大气压相同。
[0010]本发明制备方法中，配备有一套挤压模，在不同椭圆度的椭圆芯保偏光纤预制棒制备时，可根据待制备的椭圆芯保偏光纤预制棒的纤芯的椭圆度对挤压模进行更换，通过更换不同的挤压模即可对预制棒的纤芯的椭圆度进行相应调整及精确控制，克服了传统制备方法无法精确控制预制棒的纤芯的椭圆度的弊端。各个所述的挤压模上的挤压孔的椭圆度e的取值范围为0<e<m。
[0011]与现有技术相比，本发明的优点在于:本发明提供的椭圆度任意可调的椭圆芯保偏光纤预制棒的挤压制备方法，通过两个阶段的分级挤压，制备得到的椭圆芯保偏光纤预制棒尺寸精度高、具有稳定的纤芯-包层比例，且纤芯的椭圆度与对应的挤压模上的挤压孔的椭圆度基本一致，纤芯与包层贴合地非常紧密，纤芯-包层界面清晰、完整;本发明方法可控性好，可以精确控制椭圆芯保偏光纤预制棒的纤芯的椭圆度，克服了传统钻孔或减压烧缩法制备的椭圆芯保偏光纤预制棒存在结构缺陷的弊端，同时，与传统改进化学气相沉积法(MCVD)制备光纤预制棒的方法相比，成本大幅降低，此外，解决了传统套管法制备的椭圆芯保偏光纤预制棒存在的纤芯-包层界面差的问题。
【附图说明】
[0012]图1为实施例1和实施例2中第一阶段挤压开始前挤压筒内状态示意图；
图2为实施例1和实施例2中第一阶段挤压结束时(即第二阶段挤压开始)挤压筒内状态示意图；
图3为实施例1和实施例2中第二阶段挤压结束时挤压筒内状态示意图；
图4为实施例1和实施例2中挤压制备得到的椭圆芯保偏光纤预制棒的端面图。
【具体实施方式】
[0013]以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0014]实施例1:以As4QS3QSe3()作为纤芯玻璃材料，以As38S62作为包层玻璃材料，挤压制备成纤芯椭圆度约为3的椭圆芯保偏光纤预制棒，其挤压制备方法包括以下步骤:
(1)准备一上部开口的挤压筒1，挤压筒I的底壁开设有挤压口11;准备一挤压头2，挤压头2的外径与挤压筒I的内径相适配，挤压头2的底部设有下部开口的空腔21，空腔21的正中心设置有第一顶杆31，第一顶杆31的上端可拆卸地连接固定在挤压头2上，第一顶杆31的底面与挤压头2的底面齐平;准备一下部开口的保护套管4，该保护套管4的顶壁的中心开设有纵向通孔41，保护套管4的外形尺寸与空腔21相适配，第一顶杆31的外径大于纵向通孔41的孔径;准备一套挤压模，该套挤压模由多个挤压模构成，每个挤压模的中部开设有一个椭圆形的挤压孔，各个挤压模上的挤压孔的椭圆度不等，每个挤压模的外径与保护套管4的内径相适配;准备经酒精冲洗干净并烘干的纤芯硫系玻璃锭6和As38S62包层硫系玻璃锭7，As4QS3QSe3()纤芯硫系玻璃锭6的外径与保护套管4的内径相适配，As38S62包层硫系玻璃锭7的外径与挤压筒I的内径相适配；
(2)根据待制备的椭圆芯保偏光纤预制棒的纤芯的椭圆度(e=3)，从一套挤压模中挑选出挤压孔51的椭圆度为3的一个挤压模5;
(3)先将As38S62包层硫系玻璃锭7放入挤压筒I的底部，然后将AS4QS3QSe3()纤芯硫系玻璃锭6和挑选的挤压模5放入保护套管4内，并使AS4QS3QSe3()纤芯硫系玻璃锭6叠放在该挤压模5的上方，再将保护套管4连同AS4QS3QSe3()纤芯硫系玻璃锭6和挤压模5—起放置在As38S62包层硫系玻璃锭7上，最后将挤压头2连同第一顶杆31—起放入挤压筒I内，使第一顶杆31的底面与保护套管4的顶面接触，且第一顶杆31、纵向通孔41、挤压模5上的挤压孔51和挤压口 11的中心在同一直线上；
(4)对挤压筒I进行加热，加热至挤压筒I的温度达到T，挤压筒I的温度T满足:Tg〈T〈Tx，其中Tg取值于As4QS3QSe3()纤芯硫系玻璃和As38S62包层硫系玻璃这两种玻璃的转变温度中的较大值，Tx取值于As4QS3QSe3()纤芯硫系玻璃和As38S62包层硫系玻璃这两种玻璃的析晶温度中的较小值，具体将挤压筒I的温度T控制在210 °C〈T〈240 °C，加热后挤压筒I内的As4QS3QSe3()纤芯硫系玻璃锭6和As38S62包层硫系玻璃锭7受热软化;对挤压头2的顶部施压，第一阶段挤压开始，第一阶段挤压开始前挤压筒内状态示意图见图1，通过第一顶杆31推动保护套管4连同As4QS3QSe3()纤芯硫系玻璃锭6和挤压模5—起挤入As38S62包层硫系玻璃锭7中，使挤压模5的底面与As38S62包层硫系玻璃锭7的底面齐平，此时第一阶段挤压结束，挤压筒内状态示意图见图2;
(5)保持挤压筒I的温度T不变，取出挤压头2，拆卸第一顶杆31，将与第一顶杆31等长的第二顶杆32装配在挤压头2上，第二顶杆32的外径小于纵向通孔41的孔径，然后将挤压头2连同第二顶杆32—起放入挤压筒I内，使第二顶杆32的底面与保护套管4的顶面齐平，再次对挤压头2的顶部施压，第二阶段挤压开始，使第二顶杆32的底端穿过纵向通孔41伸入As4QS3QSe3()纤芯硫系玻璃锭6中，将As4QS3QSe3()纤芯硫系玻璃从挤压模5上的挤压孔51挤出，最终将As4QS3QSe3()纤芯硫系玻璃与As38S62包层硫系玻璃从挤压口 11一同挤出，该挤出产物即为椭圆芯保偏光纤预制棒的半成品8，挤出的同时采用牵引机构对该半成品8进行同步牵弓I，第二阶段挤压结束，第二阶段挤压结束时挤压筒内状态示意图见图3;
(6)将挤出的椭圆芯保偏光纤预制棒半成品8在Tg温度下退火5小时后，再缓慢降温至室温，即得到实施例1的单模硫系椭圆芯保偏光纤预制棒。将挤出的椭圆芯保偏光纤预制棒放在显微镜下观察，可以看出纤芯的椭圆度与对应的挤压模上的挤压孔的椭圆度基本一致，并且Ai^&oSeso纤芯与As38S62包层贴合地非常紧密，纤芯-包层界面清晰、完整，不存在传统方法制备的预制棒的纤芯-包层界面差的问题，因此制备得到的实施例1的椭圆芯保偏光纤预制棒具有较高的尺寸精度。挤压制备得到的实施例1的椭圆芯保偏光纤预制棒的端面图见图4。图4中，81为纤芯玻璃，82为包层玻璃。
[0015]实施例2:以AS4QS6Q作为纤芯玻璃材料，以As39Se61作为包层玻璃材料，挤压制备成纤芯椭圆度约为3的椭圆芯保偏光纤预制棒，其挤压制备方法包括以下步骤:
(1)准备一上部开口的挤压筒1，挤压筒I的底壁开设有挤压口11;准备一挤压头2，挤压头2的外径与挤压筒I的内径相适配，挤压头2的底部设有下部开口的空腔21，空腔21的正中心设置有第一顶杆31，第一顶杆31的上端可拆卸地连接固定在挤压头2上，第一顶杆31的底面与挤压头2的底面齐平;准备一下部开口的保护套管4，该保护套管4的顶壁的中心开设有纵向通孔41，保护套管4的外形尺寸与空腔21相适配，第一顶杆31的外径大于纵向通孔41的孔径;准备一套挤压模，该套挤压模由多个挤压模构成，每个挤压模的中部开设有一个椭圆形的挤压孔，各个挤压模上的挤压孔的椭圆度不等，每个挤压模的外径与保护套管4的内径相适配;准备经酒精冲洗干净并烘干的AS4QS6Q纤芯硫系玻璃锭6和48393661包层硫系玻璃锭7，As4QS6Q纤芯硫系玻璃锭6的外径与保护套管4的内径相适配，48393661包层硫系玻璃锭7的外径与挤压筒I的内径相适配；
(2)根据待制备的椭圆芯保偏光纤预制棒的纤芯的椭圆度(e=3)，从一套挤压模5中挑选出挤压孔51的椭圆度为3的一个挤压模5;
(3)先将层硫系玻璃锭7放入挤压筒I的底部，然后将AS4QS6Q纤芯硫系玻璃锭6和挑选的挤压模5放入保护套管4内，并使AS4QS6Q纤芯硫系玻璃锭6叠放在该挤压模5的上方，再将保护套管4连同AS4QS6Q纤芯硫系玻璃锭6和挤压模5—起放置在As39Se61包层硫系玻璃锭7上，最后将挤压头2连同第一顶杆31—起放入挤压筒I内，使第一顶杆31的底面与保护套管4的顶面接触，且第一顶杆31、纵向通孔41、挤压模5上的挤压孔51和挤压口 11的中心在同一直线上；
(4)对挤压筒I进行加热，加热至挤压筒I的温度达到T，挤压筒I的温度T满足:Tg〈T〈Tx，其中Tg取值于AS4QS6Q纤芯硫系玻璃和六幻必邮工包层硫系玻璃这两种玻璃的转变温度中的较大值，TX取值于AS4QS6Q纤芯硫系玻璃和48393661包层硫系玻璃这两种玻璃的析晶温度中的较小值，具体将挤压筒I的温度T控制在200 °C〈T〈210 °C，加热后挤压筒I内的AS4QS6Q纤芯硫系玻璃锭6和48393661包层硫系玻璃锭7受热软化;对挤压头2的顶部施压，第一阶段挤压开始，第一阶段挤压开始前挤压筒内状态示意图见图1，通过第一顶杆31推动保护套管4连同AS4QS6Q纤芯硫系玻璃锭6和挤压模5—起挤入As39Se6^层硫系玻璃锭7中，使挤压模5的底面与八8393661包层硫系玻璃锭7的底面齐平，此时第一阶段挤压结束，挤压筒内状态示意图见图2;
(5)保持挤压筒I的温度T不变，取出挤压头2，拆卸第一顶杆31，将与第一顶杆31等长的第二顶杆32装配在挤压头2上，第二顶杆32的外径小于纵向通孔41的孔径，然后将挤压头2连同第二顶杆32—起放入挤压筒I内，使第二顶杆32的底面与保护套管4的顶面齐平，再次对挤压头2的顶部施压，第二阶段挤压开始，使第二顶杆32的底端穿过纵向通孔41伸入As4QS6Q纤芯硫系玻璃锭6中，将As4QS6Q纤芯硫系玻璃从挤压模5上的挤压孔51挤出，最终将As4QS6Q纤芯硫系玻璃与As39Se6^层硫系玻璃从挤压口 11 一同挤出，该挤出产物即为椭圆芯保偏光纤预制棒的半成品8，挤出的同时采用牵引机构对该半成品8进行同步牵引，第二阶段挤压结束，第二阶段挤压结束时挤压筒内状态示意图见图3;
(6)将挤出的椭圆芯保偏光纤预制棒半成品8在Tg温度下退火6小时后，再缓慢降温至室温，即得到实施例2的单模硫系椭圆芯保偏光纤预制棒。将挤出的椭圆芯保偏光纤预制棒放在显微镜下观察，可以看出纤芯的椭圆度与对应的挤压模5上的挤压孔51的椭圆度基本一致，并且纤芯与As39Se61包层贴合地非常紧密，纤芯-包层界面清晰、完整，不存在传统方法制备的预制棒的纤芯-包层界面差的问题，因此制备得到的实施例2的椭圆芯保偏光纤预制棒具有较高的尺寸精度。挤压制备得到的实施例2的椭圆芯保偏光纤预制棒的端面图见图4。图4中，81为纤芯玻璃，82为包层玻璃。
【主权项】
1.椭圆度任意可调的椭圆芯保偏光纤预制棒的挤压制备方法，其特征在于包括以下步骤: (1)准备一上部开口的挤压筒，所述的挤压筒的底壁开设有挤压口；准备一挤压头，所述的挤压头的外径与所述的挤压筒的内径相适配，所述的挤压头的底部设有下部开口的空腔，所述的空腔的正中心设置有第一顶杆，所述的第一顶杆的上端可拆卸地连接固定在所述的挤压头上，所述的第一顶杆的底面与所述的挤压头的底面齐平;准备一下部开口的保护套管，该保护套管的顶壁的中心开设有纵向通孔，所述的保护套管的外形尺寸与所述的空腔相适配，所述的第一顶杆的外径大于所述的纵向通孔的孔径;准备一套挤压模，该套挤压模由多个挤压模构成，每个所述的挤压模的中部开设有一个椭圆形的挤压孔，各个所述的挤压模上的挤压孔的椭圆度不等，每个所述的挤压模的外径与所述的保护套管的内径相适配;准备经酒精冲洗干净并烘干的一纤芯硫系玻璃锭和一包层硫系玻璃锭，且纤芯硫系玻璃的线性折射率大于包层硫系玻璃的线性折射率，所述的纤芯硫系玻璃锭的外径与所述的保护套管的内径相适配，所述的包层硫系玻璃锭的外径与所述的挤压筒的内径相适配； (2)根据待制备的椭圆芯保偏光纤预制棒的纤芯的椭圆度，从所述的一套挤压模中挑选出挤压孔的椭圆度相匹配的一个挤压模； (3)先将所述的包层硫系玻璃锭放入所述的挤压筒的底部，然后将所述的纤芯硫系玻璃锭和挑选的挤压模放入所述的保护套管内，并使所述的纤芯硫系玻璃锭叠放在该挤压模的上方，再将所述的保护套管连同纤芯硫系玻璃锭和挤压模一起放置在所述的包层硫系玻璃锭上，最后将所述的挤压头连同所述的第一顶杆一起放入所述的挤压筒内，使所述的第一顶杆的底面与所述的保护套管的顶面接触，且所述的第一顶杆、纵向通孔、挤压模上的挤压孔和挤压口的中心在同一直线上； (4)对所述的挤压筒进行加热，加热至挤压筒的温度达到T，挤压筒的温度T满足:Tg〈T〈Tx，其中Tg取值于纤芯硫系玻璃和包层硫系玻璃这两种玻璃的转变温度中的较大值，Tx取值于纤芯硫系玻璃和包层硫系玻璃这两种玻璃的析晶温度中的较小值，加热后挤压筒内的纤芯硫系玻璃锭和包层硫系玻璃锭受热软化;对所述的挤压头的顶部施压，通过所述的第一顶杆推动所述的保护套管连同纤芯硫系玻璃锭和挤压模一起挤入所述的包层硫系玻璃锭中，使所述的挤压模的底面与所述的包层硫系玻璃锭的底面齐平； (5)保持挤压筒的温度T不变，取出所述的挤压头，拆卸所述的第一顶杆，将与所述的第一顶杆等长的第二顶杆装配在所述的挤压头上，所述的第二顶杆的外径小于所述的纵向通孔的孔径，然后将挤压头连同所述的第二顶杆一起放入所述的挤压筒内，使所述的第二顶杆的底面与所述的保护套管的顶面齐平，再次对所述的挤压头的顶部施压，使所述的第二顶杆的底端穿过所述的纵向通孔伸入所述的纤芯硫系玻璃锭中，将纤芯硫系玻璃从所述的挤压模上的挤压孔挤出，最终将纤芯硫系玻璃与包层硫系玻璃从所述的挤压口一同挤出，该挤出产物即为椭圆芯保偏光纤预制棒的半成品，挤出的同时采用牵引机构对该半成品进行同步牵引； (6)将挤出的椭圆芯保偏光纤预制棒半成品在所述的Tg温度下退火4-6小时后，再缓慢降温至室温，即得到单模硫系椭圆芯保偏光纤预制棒。2.根据权利要求1所述的椭圆度任意可调的椭圆芯保偏光纤预制棒的挤压制备方法，其特征在于步骤(4)和步骤(5)中的挤压过程在真空腔内进行，挤压前利用真空栗对该真空腔抽真空，当真空腔内的真空度低于10—2 Pa时，向真空腔内补充氮气或惰性气体，使真空腔内的气压与外界大气压相同。3.根据权利要求1所述的椭圆度任意可调的椭圆芯保偏光纤预制棒的挤压制备方法，其特征在于各个所述的挤压模上的挤压孔的椭圆度e的取值范围为0<e<m。
【文档编号】C03B37/012GK105923988SQ201610311922
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】江岭, 王训四, 刘硕, 戴世勋, 聂秋华, 沈祥, 刘自军, 吴波, 赵浙明, 密楠, 潘章豪, 孙礼红
【申请人】宁波大学