特种光纤纤芯与包层匹配性的研究

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随着光通信技术和光纤激光器技术的发展,对激光增益介质提出了更高的要求,稀土掺杂磷酸盐玻璃、稀土掺杂碲酸盐玻璃和稀土掺杂氟磷玻璃作为光纤放大器和光纤激光器基质玻璃有许多优点,但磷酸盐玻璃具有热稳定性差,碲酸盐玻璃具有抗热冲击性能差,氟磷玻璃具有机械性能差等缺点,给光纤拉制带来困难。本论文研究不同光学加工精度下芯包界面的情况,发现了简化光纤拉制工艺方法,并用此方法研究芯包玻璃的物化性能差异对光纤拉制的影响,以及碲酸盐玻璃在光纤拉制范围附近的粘度变化和氟磷光纤拉制过程中的现象。 绪论部分主要介绍了磷酸盐玻璃、碲酸盐玻璃和氟磷玻璃的结构与性能以及预制棒制备和光纤拉丝工艺及其发展。 论文的第二章主要介绍制备磷酸盐玻璃和碲酸盐玻璃所需的实验仪器和具体的实验过程;介绍管棒法拉制光纤的预制棒的制备和简化光纤拉制工艺的方法;介绍实验测试的一些原理。 论文第三章采用正交试验法研究了纤芯玻璃和包层玻璃的光学加工精度对芯包界面的影响,并通过分析各种匹配条件时芯包界面的孔径最大尺寸探讨界面结合状态的优劣,得出最佳芯包界面的光学加工精度的组合是纤芯玻璃和包层玻璃都为抛光。 论文的第四章介绍了用简化的光纤拉制工艺方法研究磷酸盐玻璃的光纤拉制性能,并探讨磷酸盐纤芯玻璃和包层玻璃的物化性能差异对其光纤拉制性能的影响。结果表明,当两者的物化性能相差太大时,无法实现光纤拉制,并且当包层玻璃的粘度和软化温度略大于纤芯玻璃的粘度和软化温度时,所拉制的光纤光波导损耗最小。 论文的第五章研究了碲酸盐玻璃在拉丝温度范围附近的粘度变化,探讨了玻璃结构中化学键的强弱对玻璃粘度斜率的影响以及热稳定性和活化能对光纤拉制难易程度的影响。结果表明,化学键强的玻璃其粘度斜率大,即玻璃粘度随温度变化快;热稳定性好的玻璃比较容易实现光纤拉制。 论文的第六章研究了掺Er<3+>氟磷光纤的拉制性能,探讨了氟磷光纤拉制失败的原因和单根氟磷纤芯拉制出现的现象。结果表明,△T不能作为能否拉丝的唯一判据。
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