紅外光纖的制備來(lái)了解下

　　作為光通信領(lǐng)域所開(kāi)發(fā)的石英系列光纖的工作波長(zhǎng)，盡管用在較短的傳輸距離，也只能用于2um。為此，能在更長(zhǎng)的中紅外波長(zhǎng)領(lǐng)域工作，所開(kāi)發(fā)的光纖稱(chēng)為紅外光纖。
　　硫系玻璃(基于硫S、硒Se和碲Te)是發(fā)展中紅外光纖的很有前途的備選材料。得益于中紅外波長(zhǎng)越來(lái)越寬的透射窗口(1.5-10um)，使得紅外光纖的廣泛應(yīng)用成為可能。特別是硫化物(As-S)和硒化物(As-Se)的紅外光纖分別在1.5-6.5um和1.5-10um之間具有良好的透射率。
　　電信行業(yè)已支持了許多關(guān)鍵光纖設(shè)備的發(fā)展:光纖放大器/激光器、波分復(fù)用、耦合器、分束器、合束器、FBG等。這些器件是基于SiO?光纖，工作波長(zhǎng)不支持2um以上波段。隨著中紅外應(yīng)用的日益廣泛，對(duì)長(zhǎng)波長(zhǎng)的類(lèi)似光纖器件的需求將越來(lái)越大。
　　紅外光纖的制備：
　　高質(zhì)量的紅外光纖是由高度凈化的預(yù)制棒在受控的大氣環(huán)境中制造的，以盡量減少雜質(zhì)，否則會(huì)增加光纖損耗。在純度達(dá)6N（99.9999%)的商業(yè)原料(As, S, Se)也還需要進(jìn)一步凈化以去除有機(jī)雜質(zhì)(H, O, C)。所需的硫化物(As?S?)和硒化物(As?Se?)玻璃是在高度控制的手套箱中制備的(<1ppm濕度，<1ppm O?)。化學(xué)品是在定制石英玻璃器皿中批量生產(chǎn)的。所需的硫族化合物玻璃化學(xué)成分被精確控制在±0.5%以?xún)?nèi),0.2≤NA≤0.5。加入吸氫劑以減少S-H或Se-H雜質(zhì)。
　　硫系玻璃提純是在高真空（<0.00001托）條件下，在專(zhuān)用爐中進(jìn)行一系列的動(dòng)態(tài)蒸餾實(shí)現(xiàn)。純化后的玻璃熔液高溫下在搖擺爐中搖均勻。最后的玻璃熔液在水中淬火，并在接近玻璃轉(zhuǎn)變溫度的溫度下退火幾個(gè)小時(shí)，然后冷卻至室溫。這些步驟是為了減少雜質(zhì)的吸收和引入外部散射中心，這有助于光纖的總體損耗控制。硫化物玻璃棒留在密封的石英瓶中，以備日后使用。
　　硫系玻璃非常穩(wěn)定，很容易被拉制成光纖進(jìn)行中紅外傳輸。紅外光纖采用雙坩堝法生產(chǎn)。纖芯和包層用硫系玻璃棒被裝入雙坩鍋玻璃器皿中，該器皿再插入光纖拉絲塔頂部的加熱爐中。加熱爐整體裝在一個(gè)用氮?dú)獯祾叩挠袡C(jī)玻璃盒里面。光纖拉伸結(jié)構(gòu)本身位于100級(jí)潔凈室內(nèi)（ISO 5）。加熱爐溫度升高至拉伸溫度，分別調(diào)整纖芯和包層熔體上的壓力，以獲得所需的芯/包層直徑比，然后采用紫外光固化丙烯酸酯涂料對(duì)光纖進(jìn)行防護(hù)。拉制速度可由光纖直徑計(jì)的反饋信號(hào)自動(dòng)調(diào)節(jié)。對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，使光纖直徑誤差精確控制在≤±1um。多模和單模紅外光纖可以用不同的雙坩堝玻璃器皿進(jìn)行拉制。雙坩堝玻璃器皿采用精密同心出口孔制造，用來(lái)制造具有特定纖芯和包層直徑的光纖，尺寸和同心度誤差＜2um。