專利名稱：用于制造保偏光纖的摻硼應(yīng)力棒及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及摻硼應(yīng)力棒，具體涉及用于制造保偏光纖的摻硼應(yīng)カ棒及其制造方法。
背景技術(shù)：
光纖陀螺是利用光纖傳感技術(shù)測量空間慣性轉(zhuǎn)動率的ー種新型傳感器，目前已發(fā)展成為慣性技術(shù)領(lǐng)域具有劃時代特征的新型主流儀表，它與通常使用的機(jī)械陀螺和近年來開發(fā)的激光陀螺相比，具有更高的精度，且成本低，體積小，重量輕。不僅用于飛機(jī)、船舶的導(dǎo)航，導(dǎo)彈制導(dǎo)，宇宙飛船的高精度位置控制，而且在民用上還可以應(yīng)用于高級轎車的導(dǎo)向，以及機(jī)器人和自動化控制系統(tǒng)等。保偏光纖是光纖陀螺的傳感核心，現(xiàn)在使用最普遍的是熊貓應(yīng)カ型保偏光纖，其原理是利用硼摻雜玻璃熱膨脹系數(shù)與石英的巨大差異來對芯區(qū)施加應(yīng)カ達(dá)到優(yōu)異的光纖雙折射效應(yīng)，硼摻雜應(yīng)カ棒是生產(chǎn)制造熊貓保偏光纖的重要組件。為了方便理解本發(fā)明，將本發(fā)明涉及的專業(yè)術(shù)語集中定義如下沉積光纖原材料在一定的環(huán)境下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成摻雜的石英玻璃的エ藝過禾王。熔縮將沉積后的空心玻璃管在一定的熱源下逐漸燒成實心玻璃棒的エ藝過程。襯底管用于沉積的高純石英玻璃管。摻雜區(qū)域 摻雜的SiO2區(qū)域。
2 2相對折射率(Δ%) Λ% = ^-^χ100%其中叫為第i層光纖材料的折射率，η0
權(quán)利要求
1.用于制造保偏光纖的摻硼應(yīng)カ棒，包括摻雜硼的石英芯棒，其特征在干，所述石英芯棒的中心折射率Δ加滿足-0.8%彡Δ^ι彡-0. 1%、外緣折射率Δ沘滿足-0.8% く1%、折射率分布系數(shù)α大于等于1.0、幾何不圓度<2%，所述石英芯棒中硼與石英的質(zhì)量比為3% 35%。
2.如權(quán)利要求1所述的用于制造保偏光纖的摻硼應(yīng)カ棒，其特征在干，所述石英芯棒的折射率根據(jù)公式呈弧形分布，所述公式為折射率
3.用于制造保偏光纖的摻硼應(yīng)カ棒，包括摻雜硼的石英芯棒和包裹在所述石英芯棒外圓周表面上的石英包層，其特征在干，所述石英包層的外徑D為12mm 25. 5mm,且所述石英包層的外徑與所述石英芯棒的半徑d之間滿足1. 0 < D/2d く 1. 5，所述石英芯棒的中心折射率 Δ^ι 滿足-Δ 2a ^ -0. 1%、外緣折射率 A2b 滿足-Δ 2b ^ -0. 1%, 折射率分布系數(shù)α大于等于1.0、幾何不圓度< 2%。
4.如權(quán)利要求3所述的用于制造保偏光纖的摻硼應(yīng)カ棒，其特征在干，所述石英芯棒中硼與石英的質(zhì)量比為3% 35%。
5.如權(quán)利要求3所述的用于制造保偏光纖的摻硼應(yīng)カ棒，其特征在干，所述石英芯棒的折射率根據(jù)公式呈弧形分布，所述公式為折射率
6.如權(quán)利要求3所述的用于制造保偏光纖的摻硼應(yīng)カ棒的制造方法，其特征在干，包括以下步驟Α10、采用PCVDエ藝在石英襯管的內(nèi)壁上沉積硼摻雜區(qū)形成沉積預(yù)制件，具體方法為 在石英襯管的一端通入混合氣體并在石英襯管的另一端通過真空泵排出，所述混合氣體的組成和流量為四氧化硅蒸氣700 1900sccm ；高純氧氣1600 5000sccm ；三氯化硼蒸汽 70 IlOOsccm ；A20、將所述沉積預(yù)制件高溫熔縮成實心的硼摻雜應(yīng)カ棒。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在干，在步驟AlO中，所述石英襯管內(nèi)的壓カ控制在5 30mBar，沉積速率為3. 5 6. 5g/min。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在干，在步驟A20中，在高溫熔縮過程中，微波諧振腔保溫爐內(nèi)的溫度為800 1200°C，所述石英襯管置于微波諧振腔保溫爐內(nèi)并繞其軸線不斷旋轉(zhuǎn)，且所述微波諧振腔保溫爐相對所述石英襯管作軸向往復(fù)移動。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在干，在步驟AlO中，高純氧氣與四氧化硅的摩爾比控制在2. 0 3. 2，PCVDエ藝沉積過程中三氯化硼與四氯化硅的摩爾比隨著沉積層厚度的增加進(jìn)行線性調(diào)整，調(diào)整范圍為0. 1 1. 6。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在干，在步驟A20中，在高溫熔縮過程中，所述沉積預(yù)制件的內(nèi)腔中始終流通混合氣體，所述混合氣體由惰性氣體、氧氣、氮氣以及含有氟元素化合物的氣體組成，上述氣體的比例不限，熔縮時保持所述沉積預(yù)制件內(nèi)腔壓カ為 101325Pa 101375Pa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制造保偏光纖的摻硼應(yīng)力棒及其制造方法，制造方法包括以下步驟A10、采用PCVD工藝在石英襯管的內(nèi)壁上沉積硼摻雜區(qū)形成沉積預(yù)制件，具體方法為在石英襯管的一端通入混合氣體并在石英襯管的另一端通過真空泵排出，所述混合氣體的組成和流量為四氧化硅蒸氣700～1900sccm；高純氧氣1600～5000sccm；三氯化硼70～1100sccm；A20、將所述沉積預(yù)制件高溫熔縮成實心的硼摻雜應(yīng)力棒。本發(fā)明采用BCl3和SiCl4為原料，利用PCVD工藝能夠?qū)崿F(xiàn)高速、高效率硼摻雜區(qū)的沉積，提高了原料利用率和摻雜濃度，并且采用梯度摻雜，能夠克服硼應(yīng)力棒加工時容易碎裂、扭曲的問題，提高了摻雜區(qū)的幾何對稱性，降低切割時熊貓眼與包層碎裂的幾率，提高光纖熔接效率。
文檔編號C03B37/018GK102531378SQ20121006351
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月12日
發(fā)明者但融, 李詩愈, 柯一禮, 莫琦, 陳偉, 顧學(xué)武 申請人:武漢烽火銳光科技有限公司