【摘要】：大芯徑能量光纖是一種不同于常規(guī)通信用光纖的特種光纖,可廣泛應用于激光醫(yī)療、軍事、工業(yè)加工、太陽能利用等領域,具有廣闊的應用前景。目前盡管中國已是光纖出口大國,但在大芯徑能量光纖方面因技術涉及軍事和激光核物理等敏感領域,其關鍵核心技術遭到了國外的封鎖,國內使用的大芯徑能量光纖產(chǎn)品全部依賴國外進口。為自主研發(fā)高性能大芯徑能量光纖,本論文對包層氟摻雜對自制光纖預制棒和大芯徑能量光纖的影響、自制大芯徑能量光纖與國外產(chǎn)品的比較及自制大芯徑能量光纖的穩(wěn)定性進行了深入的分析研究。研究了氟摻雜包層對光纖預制棒和大芯徑能量光纖組分和結構性能的影響。通過對(OVD+MCVD)兩步法制備的氟摻雜光纖預制棒和不同氟含量摻雜對大芯徑能量光纖結構、組分及傳輸性能的研究表明,不同光纖預制棒的生產(chǎn)工藝、成分及相應的拉制工藝對光纖結構形貌及性能具有重要的影響。通過調整反應原料配料比、蒸發(fā)壓力、靶棒的移動速度以及修正系數(shù)等生產(chǎn)工藝參數(shù)獲得了氟摻雜包層與纖芯界面匹配較好的光纖預制棒,拉制的包層氟含量為1.25 wt%相比氟含量為0.52 wt%的光纖可明顯減少光纖預制棒制備過程中所產(chǎn)生以及吸附的水分子和光纖存在水峰值,并且降低光纖玻璃網(wǎng)絡的應變鍵進而提高了光纖傳輸損耗性能。對于不同來源的大芯徑能量光纖產(chǎn)品進行了深入的比較分析。光纖包層表面組分測量表明,除自制光纖包層氟摻雜量相對略少外其他組分比較接近。而且SEM照片顯示自制光纖包層表面光滑均勻,截面未出現(xiàn)包層與芯層臺階。光纖的傳輸損耗譜顯示,自制光纖在850 nm第一窗口2 dB/km的傳輸損耗已達到國外同類型產(chǎn)品的較好水平,而且通過比較光纖包層氟摻雜含量與傳輸損耗系數(shù)的關系得出,在第一傳輸窗口光纖包層氟摻雜的最佳含量在1.85 wt%左右。對自制大芯徑能量光纖的穩(wěn)定性做了細致的分析研究。-100~100℃范圍內的光纖冷熱實驗表明,大芯徑能量光纖在第一窗口的傳輸損耗系數(shù)隨溫度在2.543~4.237 dB/km范圍內呈波動性變化,而且在-75℃~60℃范圍內傳輸損耗系數(shù)較為穩(wěn)定,超出此范圍有相對較大的起伏。另外經(jīng)冷熱實驗后的光纖,其在室溫下測得的傳輸損耗系數(shù)在前5天有較大起伏,5天后測得的數(shù)值趨于穩(wěn)定。此外針對自制光纖的結構參數(shù),電子的輻照模擬實驗表明,入射電子能量分別小于85 KeV,93 KeV,260 KeV時,電子能量完全分布在光纖涂覆層中、剛好達到纖芯處、95%入射電子能量沉積在纖芯和包層處,當入射電子能量達到1 MeV時,電子可穿透能量光纖。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN253

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本文編號：2759413