專(zhuān)利名稱(chēng)：一種能有效傳輸2～3μm波長(zhǎng)的光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特殊光纖，特別是涉及一種能有效傳輸2～3μm波長(zhǎng)的光纖。
背景技術(shù)：
2～3μm光譜區(qū)在分子光譜、醫(yī)療診斷和治療等方面有很多應(yīng)用。例如，發(fā)射波長(zhǎng)為2.94μm的ErYAG激光，因其接近水的吸收峰值，用于激光手術(shù)時(shí)，對(duì)組織的熱損傷很小。20世紀(jì)八十年代，為光纖通信尋找更低損耗的紅外光纖，國(guó)際上投入了許多努力。其中研究得最多、最適合拉制光纖的材料是氟鋯酸鹽玻璃(ZBLAN glasses)。在該光纖的傳輸窗口2.55μm波長(zhǎng)處，最低固有損耗為0.024dB/Km，實(shí)際制做出的光纖損耗要高約一個(gè)數(shù)量級(jí)，其它波長(zhǎng)損耗更大；且光纖在操作時(shí)可彎曲性能不佳；光纖的價(jià)格也非常昂貴。
本專(zhuān)利申請(qǐng)的發(fā)明人于2005年3月25日向中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提出了名稱(chēng)為“蜘蛛網(wǎng)狀空芯光纖(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?00510060031.7)的專(zhuān)利申請(qǐng)，并于2006年4月19日公開(kāi)。這種蜘蛛網(wǎng)狀空芯光纖由纖芯區(qū)(I)、包層(II)和外包層(III)組成，其特征是纖芯區(qū)(I)為空氣，包層(II)為若干同心圓的單一材料和空氣交替層以及由截面上對(duì)稱(chēng)分布若干支撐條構(gòu)成的蜘蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，支撐條的數(shù)量M＝6～12，支撐條的寬度WS＝λ/3～λ/30(λ為光纖傳輸?shù)墓獠ㄩL(zhǎng))。這種結(jié)構(gòu)可用有損耗的材料獲得低的傳輸損耗，光纖柔軟、便于彎曲，且有較低的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能有效傳輸2～3μm波長(zhǎng)的光纖，它由空芯蜘蛛網(wǎng)包層結(jié)構(gòu)以及耐熱聚合物材料構(gòu)成，該光纖兼有低傳輸損耗、可彎曲性以及低成本等優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明的技術(shù)方案是為實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)2～3μm的光傳輸，該光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)范圍是光纖芯半徑(r0)＝100～500μm，高折射率層厚度(d2)＝0.6～0.8μm，空氣層厚度(d1)＝6～16μm，高折射率(n2)＝1.29～1.80，低折射率(n1)＝1(空氣)，N(包層中交替層的數(shù)目)＝3～4。


下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步加以說(shuō)明。
圖1為實(shí)現(xiàn)2～3μm波長(zhǎng)傳輸光纖的結(jié)構(gòu)圖；圖2為實(shí)現(xiàn)2～3μm波長(zhǎng)傳輸光纖的折射率分布圖。
在圖1和圖2中，n1＝1(空氣)，n2為介質(zhì)材料的折射率，d1為空氣層的厚度，d2為介質(zhì)層的厚度，r0為空芯半徑，∧＝d1+d2為每個(gè)交替層的厚度。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1在本實(shí)施例中，要實(shí)現(xiàn)如圖1所示結(jié)構(gòu)傳輸2～3μm波長(zhǎng)的光纖，結(jié)構(gòu)參數(shù)為r0＝200μm，d2＝0.7μm，d1＝7μm，n2＝1.55，n1＝1，N＝3。按照該材料在2～3μm波長(zhǎng)的吸收損耗為200000dB/km，構(gòu)成蜘蛛網(wǎng)結(jié)構(gòu)包層光纖中TE01模在2～3μm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的傳輸損耗為0.5～0.8dB/km。由此可知，用本發(fā)明構(gòu)成的光纖，其損耗大體與氟鋯酸鹽光纖相當(dāng)。若采用在該波段吸收損耗較低的材料(如Teflon AF-2400，但這種材料價(jià)格貴)，則傳輸損耗能進(jìn)一步大幅度降低。并且采用聚合物之后，它比玻璃光纖在彎曲性方面以及成本方面，可獲得顯著改善。
制造本發(fā)明傳輸2～3μm波長(zhǎng)光纖，可以利用一些耐熱聚合物。在工藝上，可先做成預(yù)制棒，然后再拉成所需直徑的光纖。也可用本申請(qǐng)同一申請(qǐng)人的專(zhuān)利申請(qǐng)(申請(qǐng)?zhí)?3108794.9)中的連續(xù)制造方法制作。
權(quán)利要求
1.一種能有效傳輸2～3μm波長(zhǎng)的光纖，其纖芯區(qū)(I)為空氣、包層(II)為若干同心圓的單一材料和空氣交替層以及由截面上對(duì)稱(chēng)分布若干支撐條構(gòu)成的蜘蛛網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其特征是為實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)2～3μm的激光傳輸，該光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)范圍是光纖芯半徑r0＝100～500μm；高折射率層厚度d2＝0.6～0.8μm；空氣層厚度d1＝6～16μm；高折射率n2＝1.29～1.80；低折射率n1＝1(空氣)，包層中交替層的數(shù)目N＝3～4。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種能有效傳輸2～3μm波長(zhǎng)的光纖，該光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)范圍是光纖芯半徑r
文檔編號(hào)G02B6/02GK101021590SQ20071006153
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者于榮金 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)