一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤及制备方法与流程

专利2026-08-26  7


本发明涉及光纤,尤其涉及一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤及制备方法。


背景技术:

1、保偏光纤是一种特殊设计的光纤,用于在传输过程中维持光波的偏振状态。保偏光纤主要是利用材料几何结构上的不对称使得光纤截面折射率实现不同分布,从而产生双折射效应,达到保持偏振的能力。这种光纤在多个领域有着重要的应用,尤其是在需要高精度光信号传输的场合,如光纤通信、光纤传感、量子计算和光学实验等。

2、目前,主流的保偏光纤包括熊猫型保偏光纤,熊猫型保偏光纤的结构包括纤芯、应力区和包层部分,其中,纤芯和应力区均设置在包层部分中,纤芯位于包层部分的中心位置,应力区对称分布在纤芯两侧。在实际应用中,在包层直径小于40μm或60μm的细径保偏光纤上,由于熊猫型保偏光纤结构上的局限性,其较大的弯曲应力会极大的影响光纤的衰减性能,熊猫型保偏光纤难以满足器件小型化发展的需求。


技术实现思路

1、本发明提供一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤及制备方法,用以解决现有技术中的保偏光纤难以满足器件小型化发展的需求的缺陷。

2、根据本发明的第一方面,提供了一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤,包括:芯层、阻挡层、内应力层、外应力层、包层和涂层,所述阻挡层、所述内应力层、所述外应力层、所述包层和所述涂层依次套设在所述芯层的外周,所述芯层、所述阻挡层和所述包层的横截面外轮廓为圆形,所述内应力层和所述外应力层的横截面外轮廓为椭圆形,并且所述内应力层和所述外应力层的椭圆形横截面的椭圆度在0.3至0.6之间。

3、根据本发明提供的一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤,所述内应力层的折射率小于所述阻挡层的折射率,所述阻挡层的折射率小于所述芯层的折射率。

4、根据本发明提供的一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤,所述内应力层的折射率小于所述外应力层的折射率,所述外应力层的折射率小于所述包层的折射率,所述内应力层的折射率比所述包层的折射率小0.001至0.02。

5、根据本发明提供的一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤,所述阻挡层的直径为所述芯层的直径的1至3倍,所述内应力层的长轴为所述阻挡层的直径的1至3倍,所述外应力层的长轴是所述内应力层的长轴的1至2倍,所述包层的直径是所述外应力层的长轴的1至2倍。

6、根据本发明提供的一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤,所述阻挡层的材质为二氧化硅,所述阻挡层采取均质掺杂设计,掺杂元素为氟和/或硼。

7、根据本发明提供的一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤,所述内应力层的材质为二氧化硅,所述内应力层采取均质掺杂设计;

8、和/或,所述外应力层的材质为二氧化硅,所述外应力层采取均质掺杂设计。

9、根据本发明提供的一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤,所述内应力层和所述外应力层中的掺杂元素为氟和/或硼。

10、根据本发明提供的一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤,所述包层的直径为30至60μm,所述包层的材质为纯二氧化硅。

11、根据本发明提供的一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤,所述涂层的厚度为20至60μm,所述涂层的材质包括以下之一:丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂。

12、根据本发明的第二方面,提供了一种用于根据本发明的第一方面中任一项所述细径抗弯曲椭圆保偏光纤的制备方法,所述制备方法包括:

13、制备第一预制棒和第一预制管,第一预制棒包括由内至外依次套设的芯层、阻挡层和内应力层,第一预制管包括由内至外依次套设的外应力层和包层;

14、对第一预制棒的内应力层进行打磨处理,使得内应力层形成为椭圆形外轮廓,得到横截面呈椭圆形的第二预制棒;

15、将第二预制棒插设至第一预制管中,并进行熔融处理,得到横截面呈椭圆形的第三预制棒;

16、对第三预制棒的包层进行打磨处理,使得包层形成为圆形外轮廓,从而得到横截面呈圆形的第四预制棒;

17、对第四预制棒进行拉制处理,并进行涂敷涂层和静电去除,最终得到细径抗弯曲椭圆保偏光纤。

18、本发明提供的细径抗弯曲椭圆保偏光纤包括由内至外依次套设的芯层、阻挡层、内应力层、外应力层、包层和涂层,内应力层和外应力层的横截面外轮廓为椭圆形,由此,内应力层和外应力层均采取椭圆形的设计方式,可以大幅度提高应力层的面积,能够提高保偏光纤的保偏能力,而且,内应力层和外应力层采取双应力层结构的设置方式,可成为波导的一部分,提高传输能力,可以满足器件小型化发展的需求。



技术特征:

1.一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤,其特征在于,包括:芯层、阻挡层、内应力层、外应力层、包层和涂层,所述阻挡层、所述内应力层、所述外应力层、所述包层和所述涂层依次套设在所述芯层的外周,所述芯层、所述阻挡层和所述包层的横截面外轮廓为圆形,所述内应力层和所述外应力层的横截面外轮廓为椭圆形,并且所述内应力层和所述外应力层的椭圆形横截面的椭圆度在0.3至0.6之间。

2.根据权利要求1所述的细径抗弯曲椭圆保偏光纤,其特征在于,所述内应力层的折射率小于所述阻挡层的折射率,所述阻挡层的折射率小于所述芯层的折射率。

3.根据权利要求1所述的细径抗弯曲椭圆保偏光纤,其特征在于,所述内应力层的折射率小于所述外应力层的折射率,所述外应力层的折射率小于所述包层的折射率,所述内应力层的折射率比所述包层的折射率小0.001至0.02。

4.根据权利要求1所述的细径抗弯曲椭圆保偏光纤,其特征在于,所述阻挡层的直径为所述芯层的直径的1至3倍,所述内应力层的长轴为所述阻挡层的直径的1至3倍,所述外应力层的长轴是所述内应力层的长轴的1至2倍,所述包层的直径是所述外应力层的长轴的1至2倍。

5.根据权利要求1所述的细径抗弯曲椭圆保偏光纤,其特征在于,所述阻挡层的材质为二氧化硅,所述阻挡层采取均质掺杂设计,掺杂元素为氟和/或硼。

6.根据权利要求1所述的细径抗弯曲椭圆保偏光纤,其特征在于,所述内应力层的材质为二氧化硅,所述内应力层采取均质掺杂设计;

7.根据权利要求6所述的细径抗弯曲椭圆保偏光纤,其特征在于,所述内应力层和所述外应力层中的掺杂元素为氟和/或硼。

8.根据权利要求1所述的细径抗弯曲椭圆保偏光纤,其特征在于,所述包层的直径为30至60μm,所述包层的材质为纯二氧化硅。

9.根据权利要求1所述的细径抗弯曲椭圆保偏光纤,其特征在于,所述涂层的厚度为20至60μm,所述涂层的材质包括以下之一:丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂。

10.一种用于如权利要求1至9中任一项所述细径抗弯曲椭圆保偏光纤的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:


技术总结
本发明提供一种细径抗弯曲椭圆保偏光纤及制备方法,涉及光纤技术领域,细径抗弯曲椭圆保偏光纤包括:芯层、阻挡层、内应力层、外应力层、包层和涂层,阻挡层、内应力层、外应力层、包层和涂层依次套设在芯层的外周,芯层、阻挡层和包层的横截面外轮廓为圆形,内应力层和外应力层的横截面外轮廓为椭圆形,并且内应力层和外应力层的椭圆形横截面的椭圆度在0.3至0.6之间。由此,内应力层和外应力层均采取椭圆形的设计方式,可以大幅度提高应力层的面积,能够提高保偏光纤的保偏能力,而且,内应力层和外应力层采取双应力层结构的设置方式,可成为波导的一部分,提高传输能力,可以满足器件小型化发展的需求。

技术研发人员:魏侃贤,孙锐,孙志伟,胡清华,魏忆申
受保护的技术使用者:武汉镱得飞光电技术有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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