MCVD工艺沉积温度对有源光纤掺杂浓度的影响研究

以掺镱双包层光纤为例,主要介绍了用MCVD工艺及溶液掺杂法制备掺稀土离子有源光纤,通过对低温沉积疏松芯层时温度控制对最终研制的有源光纤镱离子掺杂浓度的影响研究,得出沉积温度对有源光纤掺杂浓度影响的规律,为目前国内普遍采用的MCVD工艺结合溶液掺杂技术制备掺稀土离子有源光纤提供了参考。

提高MCVD工艺单模光纤生产率的新技术

光通信迅速发展，对单模光纤的需求急剧增长。以传统的ＭＣＶＤ工艺生产单模光纤，生产率受到限制。本文首先简要分析了这些限制因素，然后综述克服这些限制因素的新技术，其中包括使用合成石英管、各种混合工艺以及可取代氢氧焰的新加热技术。最后，对我国光纤制造业的发展提出了建议。

光纤预制棒(MCVD法)的工艺理论研究

本文对光纤预制棒(MCVD)的工艺机理进行了理论分析,建立了沉积过程中的微粒沉降模型,该模型的基本原理与实验观察一致。对渐变型折射率分布多模光纤的结构分析表明,MCVD法能精确地控制a参数和数值孔径,为提高沉积速率和生产效率开辟了应用途径。

MCVD制棒工艺对单模光纤截止波长的影响

介绍了MCVD法制棒过程中采用工艺优化处理(ramp技术)的方法,给出了采用ramp后芯棒芯层直径和折射率波动的改善结果,同时比较了两个芯棒拉丝后的光纤截止波长的波动情况。实测数据证明采用ramp工艺后能将光纤截止波长的波动范围控制在100nm之内。

MCVD结合溶液掺杂法制备Tm-Al共掺双包层石英光纤

利用MCVD结合溶液掺杂法制备了Tm-Al共掺石英光纤预制棒。利用电子探针对预制棒切片进行浓度测试,预制棒芯层Tm2O3的掺杂浓度为2.106wt%,Al2O3的掺杂浓度为5.047%。成功拉制内包层为六边形的掺铥光纤,通过搭建激光测试平台,掺铥光纤的斜率效率达到25%,内包层吸收系数为3.6 d B/m。

Er-Yb共掺双包层光纤的研制

报道了溶液掺杂法制备Er-Yb共掺双包层光纤的技术.采用改进的化学汽相沉积研制工艺,制作了SiO2-P2O5-F的光纤阻挡层和SiO2-GeO2-P2O5的疏松芯层,利用疏松芯层在YbCl3、ErCl3溶液中的浸泡吸收作用,成功研制出Er、Yb离子浓度比分别为1∶13和1∶8两个光纤样品,其中样品2在976nm泵浦波长处的有效吸收系数最大达到2dB/m,分析和讨论了光纤的损耗谱和荧光特性.

大模场面积掺镱双包层光纤研究

采用改进的化学汽相沉积工艺,沉积了光纤阻挡层和疏松层.结合溶液掺杂技术,研究了疏松层沉积温度、镱铝共掺工艺条件对掺镱浓度的影响,研究了大模场面积纤芯的制备工艺,实现了高浓度大模场面积掺镱双包层光纤的研制.测量并分析了光纤的光学性能参数及其激光特性,光纤芯径达到30μm,纤芯s镱浓度提高到4000ppm以上,芯数值孔径降至0.07,光纤的模场面积从113μm2提高到1256μm2,光纤的非线性效应阈值功率由12W提高到大于128W.

掺杂纳米材料光纤的研制

将纳米技术与光纤技术相结合,利用改进的化学气相沉积法(MCVD)制作纳米级InP薄膜内包层光纤及在普通单模光纤纤芯中掺杂纳米级InP粒子的新型光纤,前者单位长度放大系数最大达到15.35dB/m,能在较短的长度上对信号光起到放大作用,便于集成化;后者经实验证实其纤芯具有光波导传输性能.两种新型高非线性光纤在光通信器件中的具有应用前景.

铒离子与其它稀土离子共掺杂特性研究

掺铒光纤放大器设计应用于多波段放大,铒离子与其它稀土离子共掺杂所特有的宽吸收谱特性,使其在高功率放大器和高功率激光器的应用中得天独厚。为得到更宽放大带宽,最主要的是改变掺杂光纤的光谱性能。本文涉及的铒与镱、铥以及镧共掺杂光纤是采用MCVD工艺制备的,主要研究了离子浓度和掺杂比例对光纤光谱性能的影响。发现EDF的吸收与铒离子掺杂浓度以及铒离子与其它稀土离子的掺杂比例有关,同时通过加入其它稀土离子可以加宽EDF的吸收带。

超细40μm保偏光纤预型件的测试

光纤预制棒的折射率的分布及几何尺寸决定了光纤的传输特性,因此,精确测量其折射率分布及尺寸非常必要。文章首先介绍了细光束法测试光纤预制棒折射率的原理以及PK2600的测试原理,随后对保偏光纤预型件进行了测试分析,测试结果表明保偏光纤预型件一致性良好。

有源光纤脱水条件的优化

以掺镱双包层光纤为例,通过用MCVD工艺结合溶液掺杂法制备掺稀土离子有源光纤过程中,对疏松层脱水条件和脱水成分的研究,给出了脱水条件对有源光纤本底损耗的影响规律。通过优化脱水条件,降低了光纤的本底损耗。

氟对降低石英光纤包层折射率的作用

用MCVD(改进的化学气相沉积)工艺,以氟里昂(CCl_2F_2)为掺氟源制备了掺氟石英光纤包层。讨论了氟进入玻璃网络形成[SiO_3F]状态的化学反应以及氟里昂通入量与石英玻璃中氟含量的关系。

掺镱双包层保偏光纤的研制

采用MCVD工艺结合溶液掺杂技术制备掺镱光纤预制棒,通过技术攻关研制出相匹配的应力预制棒,并通过打孔镶嵌工艺突破相关的关键工艺技术,成功制备出性能优良的熊猫型结构掺镱双包层保偏光纤。该光纤的规格有两种:纤芯直径分别为20μm和25μm,内包层直径均为400μm。经前期的测试,光纤指标满足使用要求。

掺Yb^(3+)石英光纤的制作

利用一种新型的环形石墨炉加热的改进的化学汽相沉积(MCVD)车床制作出了高吸收、低背景损耗单包层高掺Yb3+石英光纤,并对其几何参数和吸收谱进行了测量、分析和讨论,得出了高掺Yb3+石英光纤的制作要点在于高质量疏松层的制作的结论,并分析了疏松层中掺P有助于提高掺Yb3+量的机理。制作出的高掺Yb3+单包层石英光纤样品在976 nm波长下的吸收可达594 dB/m,而背景损耗只有0.1 dB/m。

基于SCM的光纤预制棒气相沉积机床控制系统

在了解光纤预制棒加工工艺的基础上,选择MCVD法为研究对象。考虑到光纤气相沉积技术要求控制系统高度自动化和可靠性,研制了以单片机为处理芯片的控制系统,设计了包括微处理器模块、过程通道模块、人机接口模块等硬件组成以及控制系统软件的实现方法。实现了性能合格的光纤预制棒产品的生产。

铒镱共掺磷硅酸盐光纤的制备及其激光性能研究

利用改进化学气相沉积法(MCVD)的反向沉积工艺,结合无铝的溶液掺杂技术,制备了高性能掺磷石英基的铒镱共掺光纤.反向沉积技术表现出了在纤芯中大量沉积磷这类高温下极易蒸发成分上的优势.研究表明,这种光纤中,铒镱离子能量传递效率极高,掺磷的石英基质对于促进镱离子对铒离子的能量传递,抑制镱离子寄生荧光作用明显.最后,搭建了双包层铒镱共掺光纤激光器系统,在光纤长度为4 m时,获得了3.2 W的最大功率输出,斜率效率达30%.

大芯径多模石英光纤的生产工艺及其应用

为了研究不同光纤预制棒的生产工艺沉积包层、纤芯工艺流程以及反应原理对大芯径多模石英光纤传输损耗和激光损伤阈值等性能的影响,介绍了3种大芯径多模光纤的预制棒生产工艺,分别指出了3种生产工艺的优缺点,并列举了一些大芯径多模光纤的应用场合。

溶液掺杂工艺制备有源光纤疏松层沉积温度研究

以掺镱双包层光纤为例,对MCVD工艺结合溶液掺杂法制备掺稀土离子有源光纤进行了介绍。通过对不同沉积温度下制备的疏松芯层结构的分析研究,讨论出疏松层沉积温度对有源光纤掺杂浓度及掺杂均匀性的影响规律,找到了疏松层沉积的最佳温度,在该温度下,沉积的疏松层网格结构均匀,制备的有源光纤掺杂浓度高且掺杂均匀,为制作高质量的掺稀土元素双包层光纤提供了有力保障,也为目前国内普遍采用的MCVD工艺结合溶液掺杂技术制备掺稀土离子有源光纤提供了参考。

长波长细径保偏光纤的制作

通过介绍长波长熊猫型细径保偏光纤的制作工艺过程。分析细径保偏光纤制作的技术难点,初步解决了细径保偏光纤制作工艺中的问题,制作出了长波长熊猫型细径保偏光纤样品。所制作的保偏光纤在1550nm波长下损耗小于1dB/km,偏振串音达到近-28dB/km。

掺镱石英光纤预制棒的制备与表征

采用改进化学汽相沉积结合溶液掺杂法制备了掺镱石英光纤预制棒,并研究了不同镱掺杂浓度下的吸收光谱和发光光谱.吸收光谱和发光光谱的强度随着YbCl3溶液浓度的增大而增强.在不产生失透的前提下,得到预制棒芯层能够掺杂的YbCl3溶液最大浓度为0.057mol/L.