一种一体式空芯光纤预制棒、光纤及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115745391A(43)申请公布日2023.03.07(21)申请号202211405247.2(22)申请日2022.11.10(71)申请人长飞光纤光缆股份有限公司地址430073湖北省武汉市东湖新技术开发区光谷大道9号(72)发明人李鹏毛明锋田巧丽张磊王瑞春(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222专利代理师杨宏伟(51)Int.Cl.C03B37/012(2006.01)C03B37/027(2006.01)G02B6/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图5页(54)发明名称一种一体式空芯光纤预制棒、光纤及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种一体式空芯光纤预制棒、光纤及其制备方法，采用钻孔法得到初始预制棒，再通过在拉丝过程中往孔内通入气体进行增压控制的方法来制备反谐振环结构的光纤，此方法通过机械钻孔，来实现对反谐振单元方位角的精确定位，且保证了轴向的均匀性，拉丝过程中避免了方位角偏移，同时没有引入其他材料对反谐振单元进行定位，从而减少杂质的污染，提高光纤的衰减和强度性能，而且在拉丝过程中通过气压控制使得反谐振单元膨胀，从而进一步降低了反谐振单元的壁厚，降低了空芯光纤的衰减。CN115745391ACN115745391A权利要求书1/1页1.一种一体式空芯光纤预制棒，其特征在于，包括套管，所述套管的管壁内开设有若干周向分布的轴向孔，轴向孔内壁与套管的内壁之间最小距离t1位于靠套管中心一侧，且t1与轴向孔直径的比值≤0.35。2.根据权利要求1所述的一体式空芯光纤预制棒，其特征在于：所述轴向孔沿同一环线均匀分布，其数量≥4。3.根据权利要求1所述的一体式空芯光纤预制棒，其特征在于：所述套管的内径与外径之比为0.2～0.8。4.根据权利要求1所述的一体式空芯光纤预制棒，其特征在于：所述轴向孔内插入毛细管，形成嵌套结构的光纤预制棒。5.根据权利要求1所述的一体式空芯光纤预制棒，其特征在于：所述轴向孔内插入石英片，形成连接片结构的光纤预制棒。6.一种空芯微结构光纤的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、选择一根套管，从套管端部钻孔，制备权利要求1‑5任意一项所述的一体式空芯光纤预制棒；步骤2、将步骤1得到的一体式空芯光纤预制棒高温拉丝，拉丝过程中，在所述轴向孔内通入气体，使得轴向孔气压高于套管中心孔内的气压，由于轴向孔和套管中心孔压差以及表面张力的作用，拉丝后轴向孔向套管中心孔方向凸出，形成负曲率的反谐振环，所有反谐振环一起构成环形的反谐振层，反谐振层围成的区域构成空心的纤芯，从而形成具有负曲率反谐振环的空芯微结构光纤。7.根据权利要求6所述空芯微结构光纤的制备方法，其特征在于：步骤1中，钻孔后通入酸液腐蚀轴向孔，使得轴向孔内壁与套管的内壁之间最小距离t1与轴向孔直径的比值≤0.1。8.根据权利要求7所述空芯微结构光纤的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述酸液为氢氟酸。9.根据权利要求6所述空芯微结构光纤的制备方法，其特征在于：步骤1中，当轴向孔内嵌有毛细管时，毛细管内也通入气体，并控制毛细管内、轴向孔和套管中心孔气压梯度降低。10.根据权利要求9所述空芯微结构光纤的制备方法，其特征在于：步骤1中，通入所述轴向孔或者毛细管内的气体为压缩空气、氮气、氦气、氩气中的任意一种或几种。11.根据权利要求6所述空芯微结构光纤的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述反谐振层和拉丝后套管构成包层，所述包层的外径100～300um，所述纤芯的直径为10～50um。12.根据权利要求6所述空芯微结构光纤的制备方法，其特征在于：步骤2中，反谐振环的最小壁厚≤2um。13.一种空芯微结构光纤，其特征在于，采用权利要求6‑12任意一项所述制备方法所制备。2CN115745391A说明书1/4页一种一体式空芯光纤预制棒、光纤及其制备方法技术领域[0001]本发明属于光纤通信技术领域，更具体地，涉及一种一体式空芯光纤预制棒及光纤的制备方法，可以用于制备空芯微结构光纤。背景技术[0002]空芯微结构光纤具有结构简单、空芯单模导光、传输谱宽的特点，在光与填充物质相互作用、非线性光学、气体检测、气体激光产生、光流体技术等领域都具有重要的应用；大空气孔纤芯导光具有超低的瑞利散射、低非线性系数、色散可调特性，可以提供更高的激光损伤阈值，使其在高功率激光传输、紫外/中红外光传输、脉冲压缩和光孤子传输等方面有潜在的应用；空气芯的超低损耗、低色散、低非线性、接近光速的传播速度，可实现空芯光纤通信传输及通信器件的开发，为下一代超大容量、低延迟、高速光通信系统的建设发展奠定基础。[0003]即使空芯光纤在设计和应用方面有很大优势，然而其传输损耗一直高于传统的