CN102320733B - 光子晶体光纤预制棒制造光子晶体光纤的方法 - Google Patents

光子晶体光纤预制棒制造光子晶体光纤的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102320733B
CN102320733B CN201110157853.2A CN201110157853A CN102320733B CN 102320733 B CN102320733 B CN 102320733B CN 201110157853 A CN201110157853 A CN 201110157853A CN 102320733 B CN102320733 B CN 102320733B
Authority
CN
China
Prior art keywords
capillary
fiber
mixing
quartz
arrange regional
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201110157853.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102320733A (zh
Inventor
殷志东
陈莉
曾新华
李刚
王蓉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chunhui Science & Technology Co Ltd Nanjing
Original Assignee
Chunhui Science & Technology Co Ltd Nanjing
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chunhui Science & Technology Co Ltd Nanjing filed Critical Chunhui Science & Technology Co Ltd Nanjing
Priority to CN201110157853.2A priority Critical patent/CN102320733B/zh
Publication of CN102320733A publication Critical patent/CN102320733A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102320733B publication Critical patent/CN102320733B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/01205—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments
    • C03B37/01211—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube
    • C03B37/0122—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments starting from tubes, rods, fibres or filaments by inserting one or more rods or tubes into a tube for making preforms of photonic crystal, microstructured or holey optical fibres
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/10—Internal structure or shape details
    • C03B2203/14—Non-solid, i.e. hollow products, e.g. hollow clad or with core-clad interface
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2203/00—Fibre product details, e.g. structure, shape
    • C03B2203/42—Photonic crystal fibres, e.g. fibres using the photonic bandgap PBG effect, microstructured or holey optical fibres
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
    • Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

光子晶体光纤预制棒及其制造光子晶体光纤的方法，光子晶体光纤预制棒包括微结构区域、混合排列区域和石英外套管，微结构区域由一端封闭的石英毛细管组成，混合排列区域由一端封闭的石英毛细管与实心石英纤维组成，微结构区域与混合排列区域集束在石英外套管的内孔中，微结构区域位于混合排列区域的几何中心；将得到的光子晶体光纤预制棒送入高温熔融炉进行光子晶体光纤拉丝，拉丝过程在微结构区域和混合排列区域分别抽正负压，得到d/λ值大于90％的光子晶体光纤。本发明可以有效地降低对毛细管等原料的要求，减少工艺难度，降低原材料成本，提高成品率，具有良好的社会效益和经济效益。

Description

光子晶体光纤预制棒制造光子晶体光纤的方法
技术领域
本发明涉及光子晶体光纤的制造方法，属于光纤制造技术领域，为光子晶体光纤预制棒及其制造光子晶体光纤的方法，具体为一种混合排丝的光子晶体光纤预制棒及其制造d/λ值大于90％和微结构区域形状特殊的异形光子晶体光纤方法。
背景技术
光子晶体光纤，是一种具有完全不同于普通光纤光传输方式的新型光纤。光线在普通光纤中的传播，是因折射率差异引起光线在光纤内部发生反射或弯曲，从而将光线束缚在光纤内部，并沿轴向向前传输。而光子晶体光纤的传光，是通过光纤内部周期性排列形成的光子带隙，将特定波长的光限制在中心缺陷处来传光，如图1和图2，图1为普通光纤晶体光纤预制棒的截面图，图2为光子晶体光纤的截面图。
现有的光子晶体光纤的制造方法，是将尺寸均一的细直径毛细管规则紧密排列，然后如果是制作全内反射型光子晶体光纤，则用同外径的实心纤维替换中心处一根或多根毛细管；如果是制作光子带隙型光子晶体光纤，则抽去中心处一根或多根毛细管，将其穿入一根外套管，制成光子晶体光纤预制棒，在光纤拉丝***上拉丝、涂覆、收卷等，即制成光子晶体光纤，如图3。
光子晶体光纤内部微结构见图2，其中的微结构的孔隙直径d和单元长度λ的比例是光子晶体光纤的重要参数，直接决定了传输波长范围、传输效率等光纤的基本技术指标。有些光子晶体光纤要求的d/λ值极大，甚至超过90％，使用现有的光子晶体光纤的制造方法，必须要用极薄壁的石英毛细管制作。尺寸均一的极薄壁毛细管制作难度很大，极易发生内外径波动、椭圆变形、光纤脆易断等情况，而这些指标是光子晶体光纤制作中的关键指标，尺寸不均一、有椭圆变形的毛细管根本无法用来制作光子晶体光纤预制棒。而尺寸均一、形状规整的薄壁毛细管价格昂贵，如果使用这种毛细管来制作光子晶体光纤，成本非常高。
在预制棒拉丝过程中，熔融炉中预制棒的温度场分布也是制约光子晶体光纤成形的重要因素。由于熔融炉是从预制棒的***加热，所以预制棒中会形成的中心低、外层高的温度场分布。相比于普通预制棒，光子晶体光纤预制棒内充满大量气孔，空气的导热系数和石英材料相差大约两个量级，大大增加了预制棒中心和外层的温差，在用大直径预制棒拉丝时会形成外层的毛细管已经熔融，而中心处的毛细管还软化得不够的情况。这种情况导致了光子晶体光纤拉丝可调整范围狭小，以至于光子晶体光纤拉丝的成品率 非常低下。
综上所述，目前的光子晶体光纤原材料价格高昂、制造难度大、成品率低，导致光子晶体光纤产品的最终价格非常昂贵，极大地限制了光子晶体光纤的应用范围。
发明内容
本发明要解决的问题是：目前制作大d/λ值的光子晶体光纤原材料价格高昂、制造难度大、成品率低，导致光子晶体光纤产品的最终价格非常昂贵，极大地限制了光子晶体光纤的应用范围。
本发明的技术方案为：光子晶体光纤预制棒，包括微结构区域、混合排列区域和石英外套管，微结构区域由一端封闭的石英毛细管组成，混合排列区域由一端封闭的石英毛细管与实心石英纤维组成，微结构区域的石英毛细管称为中心毛细管，混合排列区域的石英毛细管称为***毛细管，中心毛细管、***毛细管和实心石英纤维具有相同的外径，中心毛细管和***毛细管内外径比例不同，微结构区域与混合排列区域集束在石英外套管的内孔中，微结构区域位于混合排列区域的几何中心，实心石英纤维、***毛细管规则紧密排列在微结构区域的***。
进一步的，混合排列区域的***毛细管与实心石英纤维构成的间隙，以及混合排列区域与石英外套管的间隙中，填充对应间隙大小的细实心石英纤维。
对应d/λ值大于90％的光子晶体光纤，有以下两种结构：
预制棒混合排列区域的***毛细管规则紧密排列在微结构区域的***，直至接触到石英外套管；利用所述结构混合排丝预制棒制造光子晶体光纤的方法为，***毛细管规则紧密排列在微结构区域***，微结构区域与混合排列区域集合成束穿入石英外套管制成光子晶体光纤预制棒，将预制棒送入高温熔融炉，进行光子晶体光纤拉丝，拉丝过程中，在中心毛细管内孔中加正压，在***毛细管以及***毛细管与实心石英纤维的孔隙中抽负压，产生的正负压差使得中心毛细管内孔膨胀直到***毛细管的内孔和混合排列区的孔隙完全消除，得到d/λ值大于90％的光子晶体光纤。
或预制棒混合排列区域的***毛细管和实心石英纤维分层交替规则紧密排列在微结构区域的***，此种结构所用的中心毛细管可以采用壁厚比上述第一种方式的中心毛细管壁厚更薄的毛细管，也就是相比微结构区域***只有***毛细管排列的结构，同时有***毛细管和实心石英纤维分层交替规则紧密排列的结构所对应使用的中心毛细管的壁厚可以更薄，可以用于得到d/λ值更大的光子晶体光纤，但相比现有技术，本发明这里的中心毛细管并不需要极薄壁的石英毛细管，就可以达到d/λ值大于90％的光子晶体光纤。利用所述混合排丝预制棒制造光子晶体光纤的方法为，***毛细管与实心石英 纤维分层规则紧密排列在微结构区域的***，然后集束穿入石英外套管制成光子晶体光纤预制棒，将预制棒送入高温熔融炉，进行光子晶体光纤拉丝，拉丝过程中，在中心毛细管内孔中加正压，在***毛细管和混合排列区域的孔隙中抽负压，产生的正负压差使得中心毛细管内孔膨胀直到***毛细管的内孔和混合排列区的孔隙完全消除，得到d/λ值大于90％的光子晶体光纤，实心石英纤维层用于防止中心毛细管过度变形。
对应微结构区域形状特殊的光子晶体光纤，混合排列区域的***毛细管和实心石英纤维分区域紧密排列在微结构区域的***。利用所述混合排丝预制棒制造微结构区域形状特殊的光子晶体光纤的方法为，混合排列区域的***毛细管和实心石英纤维分区域紧密排列在微结构区域的***然后集束穿入石英外套管，所述分区域根据需要拉制的异形光子晶体光纤的结构来划分，制成光子晶体光纤预制棒，将预制棒送入高温熔融炉，进行光子晶体光纤拉丝，拉丝过程中，在中心毛细管内孔中加正压，在***毛细管和混合排列区域的孔隙中抽负压，产生的正负压差使得中心毛细管内孔膨胀直到***毛细管的内孔和混合排列区的孔隙完全消除，在拉丝过程的正负压下，由于混合排列区域的***毛细管和实心石英纤维分区域排列，***毛细管的区域收缩，实心石英纤维的区域不变，根据预先分好的区域，微结构区域的中心毛细管膨胀得到微结构区域形状特殊的异形光子晶体光纤。
本发明的特点是：混合使用相同外径的实心石英纤维和不同内外径比例的石英毛细管，按需要对其排列方式进行设计、排列和集束，制作成光子晶体光纤预制棒进行拉制，如图4。其优点如下：
利用本发明提出的混合排丝方法，可以在混合排列区域使用实心纤维或空心的石英毛细管，来制成预制棒。在拉制光纤时控制实心纤维和毛细管之间的空隙以及混合排列区域内的毛细管内孔，进行收缩封闭，来提供额外的空间，给微结构区域的毛细管内孔加压使其膨胀，可以提高光纤的d/λ值，得到满足要求的大d/λ值光子晶体光纤和微结构区域形状特殊的光子晶体光纤。
制作光子晶体光纤时，本发明还可以改善拉丝时温度场的分布。在排丝时，将原来光纤中***对光纤光学性能影响不大的毛细管换作实心石英纤维，或是用细实心纤维填充毛细管之间的缝隙来减小空气部分占据的体积，那么就可以减小预制棒内部的温度差异，降低拉丝的难度。
本发明方法还具有一个显而易见的优点，即使用混合排丝方法制作光子晶体光纤，可以大大地提高微结构排列的灵活性。例如可制作具有多层不同d/λ值的光子晶体光纤，可制作微孔层、实心层多层交替的光子晶体光纤，可以制作微结构区域形状特殊的光子晶体光纤，在统一使用相同圆内孔外套管的情况下可制作具有不同微结构区外形的光子 晶体光纤等等。
上述的种种特点和优点，表明使用混合排丝方法不但可以制作出更多类型的光子晶体光纤，来适应不同使用需要，同时还减小了光子晶体光纤制造的难度。例如制作大d/λ值的光子晶体光纤，尺寸均一、形状规整的薄壁毛细管很难制作，价格昂贵，如果使用这种毛细管来制作光子晶体光纤，成本非常高。通过本发明提出的混合排丝方法，则可以使用厚壁毛细管来制作光子晶体光纤，大大节约了制造成本，也降低了制造难度。通过本发明混合排丝方法，可以用统一内孔规格的外套管制作不同微结构区域直径的光子晶体光纤，降低制造成本。使用混合排丝方法，把光子晶体光纤的一部分制作难度，从拉丝过程转移到了预制棒制作过程。这样的好处是非常显著的，预制棒制作过程是一个可重复修改的过程，可以反复制作直到成功；但拉丝过程是一个不可逆的过程，一旦拉丝失败，产品和原材料就只能报废。使用混合排丝方法，可以提高光子晶体光纤制作的成品率，从另一方面降低了光子晶体光纤的生产成本。
综上所述，使用混合排丝方法制作光子晶体光纤，可以实现多种有益的效果和特殊的要求。该项技术在制作光子晶体光纤时具有很高的实用价值，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为现有光子晶体光纤预制棒的结构示意图。
图2为现有光子带隙型光子晶体光纤截面示意图。
图3为现有光子晶体光纤的制造流程图。
图4为本发明的光子晶体光纤的制造流程图。
图5为本发明实施例一的光子晶体光纤预制棒的结构示意图。
图6为本发明实施例一的光子晶体光纤预制棒的结构示意图。
图7为本发明实施例二的光子晶体光纤预制棒的结构示意图。
图8为本发明实施例三的光子晶体光纤预制棒的结构示意图。
具体实施方式
本发明光子晶体光纤预制棒用于制造d/λ值大于90％的光子晶体光纤以及微结构区域形状特殊的异形光子晶体光纤，包括微结构区域、混合排列区域和石英外套管，微结构区域由一端封闭的石英毛细管组成，混合排列区域由一端封闭的石英毛细管与实心石英纤维组成，微结构区域的石英毛细管称为中心毛细管，混合排列区域的石英毛细管称为***毛细管，中心毛细管、***毛细管和实心石英纤维具有相同的外径，中心毛细管和***毛细管内外径比例不同。微结构区域与混合排列区域集束在石英外套管的内孔 中，微结构区域位于混合排列区域的几何中心，实心石英纤维、***毛细管规则紧密排列在微结构区域的***。混合排列区域的***毛细管与实心石英纤维构成的间隙，以及混合排列区域与石英外套管的间隙中，填充对应间隙大小的细实心石英纤维。
本发明的混合排丝预制棒用于制造d/λ值大于90％和异形光子晶体光纤，对应d/λ值大于90％的光子晶体光纤，有以下两种结构：
预制棒混合排列区域的***毛细管规则紧密排列在微结构区域的***，直至接触到石英外套管；利用所述结构混合排丝预制棒制造光子晶体光纤的方法为，***毛细管规则紧密排列在微结构区域***，微结构区域与混合排列区域集合成束穿入石英外套管制成光子晶体光纤预制棒，将预制棒送入高温熔融炉，进行光子晶体光纤拉丝，拉丝过程中，在中心毛细管内孔中加正压，在***毛细管以及***毛细管与实心石英纤维的孔隙中抽负压，产生的正负压差使得中心毛细管内孔膨胀直到***毛细管的内孔和混合排列区的孔隙完全消除，得到d/λ值大于90％的光子晶体光纤。
或预制棒混合排列区域的***毛细管和实心石英纤维分层交替规则紧密排列在微结构区域的***，此种结构所用的中心毛细管的壁厚比微结构区域***只有***毛细管排列的结构的中心毛细管薄。利用所述混合排丝预制棒制造光子晶体光纤的方法为，***毛细管与实心石英纤维分层规则紧密排列在微结构区域的***，然后集束穿入石英外套管制成光子晶体光纤预制棒，将预制棒送入高温熔融炉，进行光子晶体光纤拉丝，拉丝过程中，在中心毛细管内孔中加正压，在***毛细管和混合排列区域的孔隙中抽负压，产生的正负压差使得中心毛细管内孔膨胀直到***毛细管的内孔和混合排列区的孔隙完全消除，得到d/λ值大于90％的光子晶体光纤。
对应微结构区域形状特殊的光子晶体光纤，例如微结构区域为熊猫形、蝴蝶结形等，混合排列区域的***毛细管和实心石英纤维分区域紧密排列在微结构区域的***然后集束穿入石英外套管，所述分区域根据需要拉制的异形光子晶体光纤的结构来划分，制成光子晶体光纤预制棒，将预制棒送入高温熔融炉，进行光子晶体光纤拉丝，拉丝过程中，在中心毛细管内孔中加正压，在***毛细管和混合排列区域的孔隙中抽负压，产生的正负压差使得中心毛细管内孔膨胀直到***毛细管的内孔和混合排列区的孔隙完全消除，在拉丝过程的正负压下，由于混合排列区域的***毛细管和实心石英纤维分区域排列，***毛细管的区域有孔隙，受压力影响收缩，实心石英纤维的区域中，实心石英纤维不受压力影响，区域基本不变，根据预先分好的区域，微结构区域的中心毛细管膨胀，在***毛细管区域的膨胀幅度大于实心石英纤维区域，得到微结构区域形状特殊的异形光子晶体光纤。
为了更加清楚的说明本发明，以下结合实施和附图对本发明进行进一步说明，但不 应以此限制本发明的保护范围。
图4为本发明制作光子晶体光纤的流程图。首先按混合排丝设计规则对各石英管排列后集束穿入外套管制成光子晶体光纤预制棒。之后将预制棒送入高温熔融炉，进行光子晶体光纤拉丝。拉丝过程中通过控制正负压的压差及炉温，来达到控制所要拉制光子晶体光纤d/λ值的目的，从而获得设计所要的光子晶体光纤。
图5和图6为本发明实施例一的光子晶体光纤预制棒的结构示意图，本例是通过混合排丝方法，制作d/λ值大于90％的光子晶体光纤预制棒并拉制光子晶体光纤。混合排列区域的排列可以调整中心的微结构区域的不同形状。
中心毛细管为内径160μm外径500μm的石英毛细管，规则紧密排列成圆形或正六边形，如图6，或其他对称图形结构，得到微结构区域，微结构区域***首先用500μm的实心石英纤维排列3层，再用内径200μm外径500μm的***毛细管规则紧密排列至石英外套管内径，并用直径更细的实心纤维补充成与石英外套管内孔直径相当的圆形，此处层数为六角形排列时中心到角的层数，用于补充成圆形的零散毛细管不计算在内，将微结构区域与混合排列区域集束，抽出微结构区域中心处7根毛细管，送入内径15mm外径20mm的外套管中，制成预制棒。将此预制棒送入高温熔融炉，进行拉制后，得到的光子晶体光纤微结构区域为六角形，***是一个熔融后的整体。这种光子晶体光纤较普通光子晶体光纤具有较大的d/λ值，是因为在微结构区域的***用了毛细管，在拉制过程中***的毛细管抽负压，中间的毛细管加正压，就使d/λ值可以大幅增加。混合区域的实心石英纤维在拉丝过程形成正负压差时，给予中心区域一个缓冲，可以达到防止薄壁中心毛细管变形的目的。
图7为本发明实施例二的光子晶体光纤预制棒的结构示意图。本例是通过混合排丝方法，制作d/λ值大于90％的光子晶体光纤预制棒并拉制光子晶体光纤。
中心毛细管为内径180μm外径500μm的毛细管，规则紧密排列成正六边形，得到微结构区域，微结构区域***用内径200μm外径500μm的***毛细管规则紧密排列至外套管内径，并用直径更细的实心石英纤维补充成与外套管内孔直径相当的圆形，将微结构区域与混合排列区域集束，抽出中心处7根毛细管，送入内径15mm外径20mm的外套管中，制成预制棒。将此预制棒送入高温熔融炉，进行拉制后，得到的光子晶体光纤可以具有很大的d/λ值，因为***毛细管内的空隙为中间微结构区域毛细管的扩张提供了空间。
图8为本发明实施例三的光子晶体光纤预制棒的结构示意图。本例是通过混合排丝方法，制作异形光子晶体光纤预制棒并拉制光子晶体光纤。
中心毛细管为内径160μm外径500μm的毛细管，规则紧密排列成正六边形，得到 微结构区域，微结构区域***用500μm的实心石英纤维和内径200μm外径500μm的***毛细管分区域规则紧密排列，如图8所示，直至与外套管内径相当，并用直径更细的实心纤维补充成与外套管内孔直径相当的圆形，将微结构区域与混合排列区域集束，抽出中心处7根毛细管，送入内径15mm外径20mm的外套管中，制成预制棒。本实施例中，制作微结构区域为蝴蝶结形的异形光子晶体光线，根据所要制作的形状，设计混合排列区域的分区域排列，如图8，将***毛细管与实心石英纤维分四块区域排列，将此预制棒送入高温熔融炉，在中心毛细管内孔中加正压，在***毛细管和混合排列区域的孔隙中抽负压，产生的正负压差使得中心毛细管内孔膨胀直到***毛细管的内孔和混合排列区的孔隙完全消除，在拉丝过程的正负压下，由于混合排列区域的***毛细管和实心石英纤维分区域排列，***毛细管区域的孔隙受压力影响收缩，实心石英纤维的区域中，实心石英纤维不受压力影响，根据预先分好的区域，微结构区域的中心毛细管在***毛细管区域的膨胀幅度大于实心石英纤维区域，进行拉制后，微结构区域向***毛细管区域膨胀，在与实心石英纤维区域相接处膨胀幅度很小，由此得到微结构区域形状为蝴蝶结形的光子晶体光纤。
本发明提出了一种光子晶体光纤的预制棒以及对应的光子晶体光纤的制造工艺。现有光子晶体光纤基本上是采用统一直径的毛细管和实心纤维排丝制作光子晶体光纤预制棒，再拉丝制作光子晶体光纤，此种工艺方法对毛细管、实心纤维的要求高，拉制光纤时制作难度大，原材料成本高昂，成品率低下。本发明提出了采用不同直径、不同类型的毛细管和实心纤维混合排丝，制作光子晶体光纤预制棒，拉丝制作光子晶体光纤的工艺方法，可以有效地降低对毛细管等原料的要求，减少工艺难度，降低原材料成本，提高成品率，具有良好的社会效益和经济效益。

Claims (3)

1.光子晶体光纤预制棒制造光子晶体光纤的方法，其特征是所述光子晶体光纤预制棒包括微结构区域、混合排列区域和石英外套管，微结构区域由一端封闭的石英毛细管组成，混合排列区域由一端封闭的石英毛细管与实心石英纤维组成，微结构区域的石英毛细管称为中心毛细管，混合排列区域的石英毛细管称为***毛细管，中心毛细管、***毛细管和实心石英纤维具有相同的外径，中心毛细管和***毛细管内外径比例不同，微结构区域与混合排列区域集束在石英外套管的内孔中，微结构区域位于混合排列区域的几何中心，实心石英纤维、***毛细管规则紧密排列在微结构区域的***；其中混合排列区域的***毛细管与实心石英纤维构成的间隙，以及混合排列区域与石英外套管的间隙中，填充对应间隙大小的细实心石英纤维；
混合排列区域的***毛细管规则紧密排列在微结构区域的***，直至接触到石英外套管，微结构区域与混合排列区域集合成束穿入石英外套管制成光子晶体光纤预制棒，将预制棒送入高温熔融炉，进行光子晶体光纤拉丝，拉丝过程中，在中心毛细管内孔中加正压，在***毛细管和混合排列区域的孔隙中抽负压，形成正负压差使得中心毛细管内孔膨胀直到***毛细管的内孔和混合排列区的孔隙完全消除，制得d/λ值大于90％的光子晶体光纤。
2.光子晶体光纤预制棒制造光子晶体光纤的方法，其特征是所述光子晶体光纤预制棒包括微结构区域、混合排列区域和石英外套管，微结构区域由一端封闭的石英毛细管组成，混合排列区域由一端封闭的石英毛细管与实心石英纤维组成，微结构区域的石英毛细管称为中心毛细管，混合排列区域的石英毛细管称为***毛细管，中心毛细管、***毛细管和实心石英纤维具有相同的外径，中心毛细管和***毛细管内外径比例不同，微结构区域与混合排列区域集束在石英外套管的内孔中，微结构区域位于混合排列区域的几何中心，实心石英纤维、***毛细管规则紧密排列在微结构区域的***；其中混合排列区域的***毛细管与实心石英纤维构成的间隙，以及混合排列区域与石英外套管的间隙中，填充对应间隙大小的细实心石英纤维；
混合排列区域的***毛细管和实心石英纤维分层交替规则紧密排列在微结构区域的***，并集束穿入石英外套管制成光子晶体光纤预制棒，将预制棒送入高温熔融炉，进行光子晶体光纤拉丝，拉丝过程中，在中心毛细管内孔中加正压，在***毛细管和混合排列区域的孔隙中抽负压，形成正负压差使得中心毛细管内孔膨胀直到***毛细管的内孔和混合排列区的孔隙完全消除，制得d/λ值大于90％的光子晶体光纤，实心石英纤维层用于防止中心毛细管过度变形。
3.光子晶体光纤预制棒制造光子晶体光纤的方法，其特征是所述光子晶体光纤预制棒包括微结构区域、混合排列区域和石英外套管，微结构区域由一端封闭的石英毛细管组成，混合排列区域由一端封闭的石英毛细管与实心石英纤维组成，微结构区域的石英毛细管称为中心毛细管，混合排列区域的石英毛细管称为***毛细管，中心毛细管、***毛细管和实心石英纤维具有相同的外径，中心毛细管和***毛细管内外径比例不同，微结构区域与混合排列区域集束在石英外套管的内孔中，微结构区域位于混合排列区域的几何中心，实心石英纤维、***毛细管规则紧密排列在微结构区域的***；其中混合排列区域的***毛细管与实心石英纤维构成的间隙，以及混合排列区域与石英外套管的间隙中，填充对应间隙大小的细实心石英纤维；
混合排列区域的***毛细管和实心石英纤维分区域紧密排列在微结构区域的***然后集束穿入石英外套管，所述分区域根据需要拉制的异形光子晶体光纤的结构来划分，制成光子晶体光纤预制棒，将预制棒送入高温熔融炉，进行光子晶体光纤拉丝，拉丝过程中，在中心毛细管内孔中加正压，在***毛细管和混合排列区域的孔隙中抽负压，产生的正负压差使得中心毛细管内孔膨胀直到***毛细管的内孔和混合排列区的孔隙完全消除，在拉丝过程的正负压下，由于混合排列区域的***毛细管和实心石英纤维分区域排列，***毛细管的区域收缩，实心石英纤维的区域不变，根据预先分好的区域，微结构区域的中心毛细管膨胀得到微结构区域形状特殊的异形光子晶体光纤。
CN201110157853.2A 2011-06-13 2011-06-13 光子晶体光纤预制棒制造光子晶体光纤的方法 Active CN102320733B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110157853.2A CN102320733B (zh) 2011-06-13 2011-06-13 光子晶体光纤预制棒制造光子晶体光纤的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201110157853.2A CN102320733B (zh) 2011-06-13 2011-06-13 光子晶体光纤预制棒制造光子晶体光纤的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102320733A CN102320733A (zh) 2012-01-18
CN102320733B true CN102320733B (zh) 2015-06-24

Family

ID=45448612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201110157853.2A Active CN102320733B (zh) 2011-06-13 2011-06-13 光子晶体光纤预制棒制造光子晶体光纤的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102320733B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103698841B (zh) * 2013-12-18 2017-04-05 江苏大学 一种微结构光纤器件
EP3596518A4 (en) * 2017-03-14 2021-01-06 Nanyang Technological University FIBER PREFORM, FIBER OPTIC AND THEIR FORMATION PROCESSES
CN115784602A (zh) * 2022-12-08 2023-03-14 锐光信通科技有限公司 一种石英基传像光纤制备方法及石英基传像光纤

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1673138A (zh) * 2005-03-25 2005-09-28 中国科学院上海光学精密机械研究所 光子晶体光纤预制棒的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4203320B2 (ja) * 2001-04-11 2008-12-24 クリスタル ファイバー アクティーゼルスカブ スペクトル分散特性を有する二重コア結晶光ファイバー（ｐｃｆ）

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1673138A (zh) * 2005-03-25 2005-09-28 中国科学院上海光学精密机械研究所 光子晶体光纤预制棒的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102320733A (zh) 2012-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100104869A1 (en) Photonic Crystal Fibers and Methods for Manufacturing the Same
JP2022530426A (ja) ***振中空コアファイバ、そのためのプリフォームおよび製作方法
CN102253445B (zh) 一种具有布拉格结构包层单晶光纤及制备方法
CN103524031A (zh) 一种玻璃微细管阵列的制备方法
CN104614804B (zh) 一种高分辨率和低断丝率的柔性光纤传像束及其酸溶制备方法
CN105923988B (zh) 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
CN105060701B (zh) 一种大尺寸弯曲不敏感多模光纤预制棒的制备方法
CN102320733B (zh) 光子晶体光纤预制棒制造光子晶体光纤的方法
CN101387720B (zh) 一种保偏光纤的制造方法
CN102531377A (zh) 一种用于制备硫系玻璃微结构光纤预制棒的设备及方法
CN100395203C (zh) 一种大尺寸低水峰光纤预制棒的制造方法
CN102757179A (zh) 一种大规格光纤预制棒的制备方法
CN1513121A (zh) 薄壁纤芯禁带光波导
CN103936276A (zh) 一种微结构光纤的制备方法
JP2008280240A5 (zh)
CN102815864B (zh) 一种光子晶体光纤的制备方法
CN103030269B (zh) 多模光纤
CN201229414Y (zh) 棒型保偏光纤
JP7061628B2 (ja) フォトニック結晶ファイバおよびその製造方法
JP4476900B2 (ja) フォトニッククリスタルファイバ母材の製造方法
CN101533124B (zh) 一种平行阵列多芯光纤的制备方法
CN101139159B (zh) 一种扁平玻璃管的制造方法及成形拉模
CN104049299A (zh) 弯曲不敏感单模光纤及其制作方法
KR101720138B1 (ko) 광섬유를 제조하기 위한 방법 및 관형 반제품
RU2606796C1 (ru) Чирпированный микроструктурный волновод и способ его изготовления

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant