D形光子晶体光纤预制棒及其D形光子晶体光纤拉制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112408773A(43)申请公布日2021.02.26(21)申请号202011177444.4(22)申请日2020.10.29(71)申请人东北大学地址110819辽宁省沈阳市和平区文化路3号巷11号(72)发明人程同蕾李斌闫欣李曙光王方张学楠(74)专利代理机构沈阳东大知识产权代理有限公司21109代理人马海芳(51)Int.Cl.C03B37/012(2006.01)C03B37/028(2006.01)C03B37/025(2006.01)C03B37/027(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图4页(54)发明名称D形光子晶体光纤预制棒及其D形光子晶体光纤拉制方法(57)摘要一种D形光子晶体光纤预制棒及其D形光子晶体光纤拉制方法，属于光纤制造领域。D形光子晶体光纤预制棒，包括固定延长端和D形端；位于固定延长管内的纤芯和空气孔的阵列结构部分延长至D形管中，并填满D形管内径空间，D形管中，填充的为纤芯和空气孔，D形管空气孔保留的个数为：其中，M为纤芯的个数，M为≥1的正整数；N为光纤包层层数，N为≥1的正整数。将D形光子晶体光纤预制棒进行控温拉制，拉制中向毛细玻璃管中通入惰性气体调整其内部气压，从而控制气孔大小，通过控制拉丝速度调节得到D形光子晶体光纤。该方法容易实施，能够实现保证产品均一性，降低D形光子晶体光纤的残品率，并且能够实现大批量生产。CN112408773ACN112408773A权利要求书1/3页1.一种D形光子晶体光纤预制棒，其特征在于，该D形光子晶体光纤预制棒包括固定延长端和D形端；固定延长端最外一层为固定延长管，在D形端最外一层为D形管；在固定延长管内设置有纤芯和空气孔的阵列结构，并且在纤芯和空气孔阵列结构和固定延长管之间的孔隙中设置有固定延长端毛细玻璃丝；其中，纤芯和空气孔的阵列结构为以实心玻璃棒为光纤纤芯，毛细玻璃管以正六边形排列方式排布在光纤纤芯外周作为光纤包层；其中，位于固定延长管内的纤芯和空气孔的阵列结构部分延长至D形管中，并填满D形管内径空间，D形管中，填充的为纤芯和空气孔，D形管空气孔保留的个数为：其中，M为纤芯的个数，M为≥1的正整数；N为光纤包层层数，N为≥1的正整数；并且，固定延长端毛细玻璃丝延长至D形管和剩余纤芯和空气孔的阵列结构之间的空隙中。2.根据权利要求1所述的D形光子晶体光纤预制棒，其特征在于，固定延长端的直径和D形端外延后形成的圆的直径相等；纤芯和空气孔的阵列结构的长度≤D形管长度+固定延长管长度，其中，纤芯和空气孔的阵列结构延长至固定延长管的最短长度为5cm，固定延长管长度≥D形管长度。3.根据权利要求1所述的D形光子晶体光纤预制棒，其特征在于，固定延长管和D形管为一体成形或熔接成形。4.权利要求1-3任意一项所述的D形光子晶体光纤预制棒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：制备纤芯和空气孔的阵列结构根据制备的D形光子晶体光纤的纤芯的个数和包层层数，选取M根实心玻璃棒作为光纤纤芯，根据制备的D形光子晶体光纤的结构，将毛细玻璃管或实心玻璃棒作为中心，将毛细玻璃管排布在中心外周作为光纤包层，并且每层毛细玻璃管呈正六边形排布，排布后，根据D形光子晶体光纤的纤芯的个数和位置，将毛细玻璃管替换为实心玻璃棒，然后将各个光纤包层固定、压实，形成纤芯和空气孔的阵列结构；其中，根据光纤包层的层数，设置N层毛细玻璃管，N为≥1的正整数；纤芯和空气孔的阵列结构为N层六边形的横截面结构；实心玻璃棒的直径和毛细玻璃管的外径相同；步骤2：制备预制棒根据固定延长管和D形管的连接方式，选取外套管一端和/或空心玻璃尾管作为固定延长管；当选取外套管一端作为固定延长管，则采用以下方法制备：选取一根中空玻璃管作为外套管，外套管的内径≥3×N+1根毛细玻璃管直径，将外套管沿轴向水平剖切，形成一剖切口，剖切口径向断面的弦长<外套管的直径，且剖切口的轴向断面和外套管轴心的最小垂直距离为实心玻璃棒半径，剖切口的轴向断面的轴向长度为制备的D形光子晶体光纤预制棒长度，剩余未剖切的外套管一端作为固定延长管，剖切后，使得外套管一端横截面为D形状，另一端横截面为圆形空心状；将纤芯和空气孔的阵列结构设置在外套管的内孔中，在纤芯和空气孔的阵列结构和外2CN112408773A权利要求书2/3页套管之间的空隙中填充毛细玻璃丝固定，然后，将在外套管剖切口的毛细玻璃管切除，并且保留设置有光纤纤芯的部分，得到内部结构稳定的加固预制棒，即为D形光子晶体光纤预制棒；当选取空心玻璃尾管作为固定延长管，则采用以下方法制备：选取一根中空玻璃管作为外套管，外套管的内径≥3×N+1根毛细玻璃管外径，将外套管沿轴向水平剖切，剖切后，剖切口径向断面的弦长<