本發(fā)明涉及光纖領(lǐng)域，尤其是涉及一種光纖及光纖制備方法。

背景技術(shù)：

1、保偏光纖全名偏振保持光纖，其原理為通過人為增加應(yīng)力雙折射保持光傳輸?shù)钠駪B(tài)。主要方法為在光纖中人為設(shè)置應(yīng)力區(qū)使光纖的雙折射系數(shù)增加以保持光在光纖中傳輸時(shí)的偏振態(tài)。保偏光纖按照結(jié)構(gòu)可分為熊貓性、蝴蝶型、領(lǐng)結(jié)型、橢圓芯型等等。

2、現(xiàn)有技術(shù)中，保偏光纖通常用作光纖陀螺儀，光纖需要進(jìn)行繞制后使用，然而，現(xiàn)有的保偏光纖在繞制使用時(shí)，其外部的涂層容易出現(xiàn)脫落的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決背景技術(shù)中提到的至少一個(gè)問題，本發(fā)明提供一種光纖及光纖制備方法，光纖涂層不容易脫落。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種光纖，包括纖芯、包層、應(yīng)力層以及涂層，包層包覆于纖芯外，應(yīng)力層嵌設(shè)于包層中，應(yīng)力層具有兩個(gè)，兩個(gè)應(yīng)力層均勻圍繞纖芯外圍設(shè)置，涂層涂覆于包層外；

4、纖芯的半徑a為2.75μm～3.25μm，纖芯的相對折射率差δn1為0.5％～1％；

5、包層的半徑b為39μm～41μm，在沿包層的徑向方向上，包層包括多個(gè)成同心圓結(jié)構(gòu)的環(huán)形摻雜區(qū)域，環(huán)形摻雜區(qū)域包括第一環(huán)形區(qū)，第一環(huán)形區(qū)環(huán)繞于纖芯外，第一環(huán)形區(qū)的相對折射率差δn2為-0.1％～0.3％，第一環(huán)形區(qū)的外圈半徑r2與第一環(huán)形區(qū)的內(nèi)圈外徑r1滿足下式關(guān)系：

6、(r2-r1)≤3μm

7、其中，相對折射率差為光纖上目標(biāo)區(qū)域的折射率與二氧化硅的折射率的差值。

8、作為一種可選的實(shí)施方式，兩個(gè)應(yīng)力層之間的距離r與纖芯半徑a之比為3～4之間，應(yīng)力層摻雜有濃度為17mol％～26mol％的b2o3，并且(r+t)/b的取值范圍在0.7～0.85，其中t為應(yīng)力層的直徑。

9、作為一種可選的實(shí)施方式，環(huán)形摻雜區(qū)域還包括第二環(huán)形區(qū)和第三環(huán)形區(qū)，第二環(huán)形區(qū)環(huán)繞于第一環(huán)形區(qū)外，第三環(huán)形區(qū)環(huán)繞于第二環(huán)形區(qū)外，第二環(huán)形區(qū)的相對折射率差δna通過下式計(jì)算：

10、

11、其中，δn3為第三環(huán)形區(qū)的相對折射率差，δn3為-0.1％～-0.5％之間，r3為第二環(huán)形區(qū)的外圈半徑，(r3-r2)≤2.5μm，r4為第三環(huán)形區(qū)的外圈半徑，2μm≤(r4-r3)≤6μm。

12、作為一種可選的實(shí)施方式，環(huán)形摻雜區(qū)域還包括第四環(huán)形區(qū)和第五環(huán)形區(qū)，第四環(huán)形區(qū)環(huán)繞于第三環(huán)形區(qū)外，第五環(huán)形區(qū)環(huán)繞于第四環(huán)形區(qū)外，第四環(huán)形區(qū)的相對折射率差δnb通過下式計(jì)算：

13、

14、其中，δn4為第五環(huán)形區(qū)的相對折射率差，δn4為0～-0.2.5％之間，r5為第四環(huán)形區(qū)的外圈半徑，(r5-r4)≤2.5μm，1μm≤(r6-r5)≤2.5μm，r6為第五環(huán)形區(qū)的外圈半徑。

15、作為一種可選的實(shí)施方式，環(huán)形摻雜區(qū)域還包括第六環(huán)形區(qū)、第七環(huán)形區(qū)以及第八環(huán)形區(qū)，第六環(huán)形區(qū)環(huán)繞于第五環(huán)形區(qū)外，第七環(huán)形區(qū)環(huán)繞于第六環(huán)形區(qū)外，第八環(huán)形區(qū)環(huán)繞于第七環(huán)形區(qū)外，第六環(huán)形區(qū)的相對折射率差δnc通過下式計(jì)算：

16、

17、其中，δn5為-0.5％～-1.2％，r7為第六環(huán)形區(qū)的外圈半徑，6μm≤(r7-r6)≤12μm；

18、第七環(huán)形區(qū)的相對折射率差δnd通過下式計(jì)算：

19、

20、其中，δn6為第八環(huán)形區(qū)的相對折射率差，δn6的取值為0，r8為第七環(huán)形區(qū)的外圈半徑，7μm≤(r8-r7)≤13μm，39μm≤(r9-r8)≤41μm，r9為包層的半徑。

21、作為一種可選的實(shí)施方式，涂層的材料為丙烯酸樹脂。

22、作為一種可選的實(shí)施方式，涂層包括第一涂層和第二涂層，第一涂層涂覆于包層外，第二涂層涂覆于第一涂層外，第一涂層使用楊氏模量小于1.5mpa和斷裂伸長率大于等于130％的丙烯酸樹脂。

23、作為一種可選的實(shí)施方式，第二涂層使用楊氏模量為900mpa～1500mpa、斷裂伸長率大于等于10％以及玻璃化溫度為70℃～150℃的丙烯酸樹脂。

24、第二方面，本發(fā)明還提供一種光纖制備方法，應(yīng)用于第一方面的光纖，包括以下步驟：

25、將光纖預(yù)制棒在800℃～2000℃的溫度下進(jìn)行熔融；

26、將熔融后的光纖預(yù)制棒以300m/min～500m/min的速度拉絲成光纖主體；

27、將第一涂層在36℃～44℃的溫度下涂覆于光纖主體表面；

28、將第二涂層在25～33℃的溫度下涂覆于第一涂層表面；

29、對第一涂層和第二涂層進(jìn)行固化處理，以形成光纖；

30、將光纖收至收纖盤上；

31、其中，第一涂層的固化度為82％～86％，第二涂層的固化度為88％～92％。

32、作為一種可選的實(shí)施方式，對第一涂層和第二涂層進(jìn)行固化處理，以形成光纖之前，還包括：對固化處理后的光纖進(jìn)行表面檢測，并在檢測不合格時(shí)在光纖表面涂覆第一涂層。

33、本發(fā)明提供的光纖包括纖芯、包層、應(yīng)力層以及涂層，包層包覆于纖芯外，應(yīng)力層嵌設(shè)于包層中，應(yīng)力層具有兩個(gè)，兩個(gè)應(yīng)力層均勻圍繞纖芯外圍設(shè)置，涂層涂覆于包層外；纖芯的半徑a為2.75μm～3.25μm，纖芯的相對折射率差δn1為0.5％～1％；包層的半徑b為39μm～41μm，在沿包層的徑向方向上，包層包括多個(gè)成同心圓結(jié)構(gòu)的環(huán)形摻雜區(qū)域，環(huán)形摻雜區(qū)域包括第一環(huán)形區(qū)，第一環(huán)形區(qū)環(huán)繞于纖芯外，第一環(huán)形區(qū)的相對折射率差δn2為-0.1％～0.3％，第一環(huán)形區(qū)的外圈半徑r2與第一環(huán)形區(qū)的內(nèi)圈外徑r1滿足下式關(guān)系：(r2-r1)≤3μm。本發(fā)明提供的光纖通過將包層劃分為多個(gè)環(huán)形的摻雜區(qū)域，并對纖芯和摻雜區(qū)域的折射率進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，使纖芯與二氧化硅的相對折射率差δn1為0.5％～1％，以及使第一環(huán)形區(qū)與二氧化硅的相對折射率差δn2為-0.1％～0.3％，從而使光纖內(nèi)部所受應(yīng)力更合均勻，減小局部應(yīng)力，避免光纖彎折時(shí)因內(nèi)部局部應(yīng)力過大和應(yīng)力分布不均而導(dǎo)致光纖外部涂層脫落，提高了光纖的可靠性。

技術(shù)特征：

1.一種光纖，其特征在于，包括纖芯、包層、應(yīng)力層以及涂層，所述包層包覆于所述纖芯外，所述應(yīng)力層嵌設(shè)于所述包層中，所述應(yīng)力層具有兩個(gè)，兩個(gè)所述應(yīng)力層均勻圍繞所述纖芯外圍設(shè)置，所述涂層涂覆于所述包層外；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光纖，其特征在于，兩個(gè)所述應(yīng)力層之間的距離r與纖芯半徑a之比為3～4之間，所述應(yīng)力層摻雜有濃度為17mol％～26mol％的b2o3，并且(r+t)/b的取值范圍在0.7～0.85，其中t為所述應(yīng)力層的直徑。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光纖，其特征在于，所述環(huán)形摻雜區(qū)域還包括第二環(huán)形區(qū)和第三環(huán)形區(qū)，所述第二環(huán)形區(qū)環(huán)繞于所述第一環(huán)形區(qū)外，所述第三環(huán)形區(qū)環(huán)繞于所述第二環(huán)形區(qū)外，所述第二環(huán)形區(qū)的相對折射率差δna通過下式計(jì)算：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光纖，其特征在于，所述環(huán)形摻雜區(qū)域還包括第四環(huán)形區(qū)和第五環(huán)形區(qū)，所述第四環(huán)形區(qū)環(huán)繞于所述第三環(huán)形區(qū)外，所述第五環(huán)形區(qū)環(huán)繞于所述第四環(huán)形區(qū)外，所述第四環(huán)形區(qū)的相對折射率差δnb通過下式計(jì)算：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光纖，其特征在于，所述環(huán)形摻雜區(qū)域還包括第六環(huán)形區(qū)、第七環(huán)形區(qū)以及第八環(huán)形區(qū)，所述第六環(huán)形區(qū)環(huán)繞于所述第五環(huán)形區(qū)外，所述第七環(huán)形區(qū)環(huán)繞于所述第六環(huán)形區(qū)外，所述第八環(huán)形區(qū)環(huán)繞于所述第七環(huán)形區(qū)外，所述第六環(huán)形區(qū)的相對折射率差δnc通過下式計(jì)算：

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的光纖，其特征在于，所述涂層的材料為丙烯酸樹脂。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光纖，其特征在于，所述涂層包括第一涂層和第二涂層，所述第一涂層涂覆于所述包層外，所述第二涂層涂覆于所述第一涂層外，所述第一涂層使用楊氏模量小于1.5mpa和斷裂伸長率大于等于130％的丙烯酸樹脂。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光纖，其特征在于，所述第二涂層使用楊氏模量為900mpa～1500mpa、斷裂伸長率大于等于10％以及玻璃化溫度為70℃～150℃的丙烯酸樹脂。

9.一種光纖制備方法，其特征在于，應(yīng)用于權(quán)利要求7或8所述的光纖，包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光纖制備方法，其特征在于，所述對所述第一涂層和所述第二涂層進(jìn)行固化處理，以形成光纖之前，還包括：對固化處理后的所述光纖進(jìn)行表面檢測，并在檢測不合格時(shí)在所述光纖表面涂覆所述第一涂層。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種光纖及光纖制備方法，涉及光纖領(lǐng)域。本發(fā)明提供的光纖包括纖芯、包層、應(yīng)力層以及涂層，包層包覆于纖芯外，應(yīng)力層嵌設(shè)于包層中，應(yīng)力層具有兩個(gè)，兩個(gè)應(yīng)力層均勻圍繞纖芯外圍設(shè)置，涂層涂覆于包層外；纖芯的半徑a為2.75μm～3.25μm，纖芯的相對折射率差Δn<subgt;1</subgt;為0.5％～1％；包層的半徑b為39μm～41μm，在沿包層的徑向方向上，包層包括多個(gè)成同心圓結(jié)構(gòu)的環(huán)形摻雜區(qū)域，環(huán)形摻雜區(qū)域包括第一環(huán)形區(qū)，第一環(huán)形區(qū)環(huán)繞于纖芯外，第一環(huán)形區(qū)的相對折射率差Δn<subgt;2</subgt;為?0.1％～0.3％，第一環(huán)形區(qū)的外圈半徑r<subgt;2</subgt;與第一環(huán)形區(qū)的內(nèi)圈外徑r<subgt;1</subgt;滿足下式關(guān)系：(r<subgt;2</subgt;?r<subgt;1</subgt;)≤3μm。本發(fā)明提供一種光纖及光纖制備方法，光纖涂層不容易脫落。

技術(shù)研發(fā)人員：朱錢生,曹珊珊,王震,油光磊,劉志忠
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中天科技光纖有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21