稀土掺杂特种光纤

1、制备、特性与应用制备、特性与应用稀土掺杂特种光纤稀土掺杂特种光纤稀土掺杂特种光纤稀土掺杂特种光纤稀土掺杂光纤概况稀土掺杂光纤概况1稀土掺杂特种光纤的制备稀土掺杂特种光纤的制备2稀土掺杂特种光纤的特点稀土掺杂特种光纤的特点3稀土掺杂特种光纤的应用稀土掺杂特种光纤的应用一、稀土掺杂光纤概况一、稀土掺杂光纤概况光纤稀土掺杂光纤在稀土掺杂光纤在测量、通信、传感、测量、通信、传感、材料、加工和医疗等材料、加工和医疗等方面具有十分广泛的方面具有十分广泛的用途用途.近年来，国内外近年来，国内外的很多大学和科研单的很多大学和科研单位都在积极开展稀土位都在积极开展稀土掺杂光纤放大器、激掺杂光纤放大器、激光器、传

2、感器和超荧光器、传感器和超荧光光源的研发工作，光光源的研发工作，但仍有待于进一步深但仍有待于进一步深入研究。入研究。预制棒的预制棒的制备制备光纤的光纤的拉制、涂覆拉制、涂覆光纤成缆光纤成缆二、稀土掺杂特种光纤的制备二、稀土掺杂特种光纤的制备预制棒的制备预制棒的制备等离子体管内化学气相沉积法（等离子体管内化学气相沉积法（PCVDPCVD）优点：沉积层薄、工艺控制性强、折射率剖面精确优点：沉积层薄、工艺控制性强、折射率剖面精确 原材料利用率高原材料利用率高 不足：原料要求纯度高、沉积速率低不足：原料要求纯度高、沉积速率低 结论：擅长制造纤芯结论：擅长制造纤芯 预制棒的制备工艺预制棒的制备工艺涂覆层

3、涂覆层石英套管石英套管石英衬管石英衬管芯层芯层包层包层包层包层沉积层沉积层石英管石英管PCVDPCVD沉积沉积 芯棒测试芯棒测试套棒套棒筛选筛选成品包装成品包装光纤测试光纤测试拉丝拉丝熔缩熔缩预制棒的制备工艺预制棒的制备工艺8 改进的管内化学气相沉积法（改进的管内化学气相沉积法（MCVDMCVD）优点优点：投资少、操作运行较容易、工艺控制性好：投资少、操作运行较容易、工艺控制性好 不足：原料利用率低、折射率剖面不够精确不足：原料利用率低、折射率剖面不够精确 结论：擅长制造包层、纤芯制造仅次于结论：擅长制造包层、纤芯制造仅次于PCVD PCVD 预制棒的制备工艺预制棒的制备工艺9管外汽相沉积法（

4、管外汽相沉积法（OVDOVD）预制棒的制备工艺预制棒的制备工艺优点优点：沉积速率高、：沉积速率高、预制棒体积大、原料预制棒体积大、原料纯度要求较低、生产纯度要求较低、生产率高率高 不足：折射率剖面粗不足：折射率剖面粗糙、原料利用率低糙、原料利用率低 结论：擅长制造包层结论：擅长制造包层10汽相轴向沉积法（汽相轴向沉积法（VADVAD）优点：优点：沉积速率高、预制沉积速率高、预制棒体积大、原料纯度要求棒体积大、原料纯度要求较低、生产率高较低、生产率高不足：折射率剖面粗糙、不足：折射率剖面粗糙、原料利用率低原料利用率低 结论：擅长制造包层结论：擅长制造包层预制棒的制备工艺预制棒的制备工艺VAD工艺

5、示意图工艺示意图各生产工艺的比较各生产工艺的比较光纤拉制光纤拉制拉制在无尘室中将光纤在无尘室中将光纤预制棒固定在拉丝预制棒固定在拉丝机顶端，并逐渐加机顶端，并逐渐加热至热至2000摄氏度。摄氏度。光纤预制棒受热后光纤预制棒受热后便逐渐融化并在底便逐渐融化并在底部累积液体，待其部累积液体，待其自然垂下，就形成自然垂下，就形成光纤。光纤。涂覆涂覆涂覆材料也在拉丝机涂覆材料也在拉丝机上及时涂敷，以保护上及时涂敷，以保护光纤免受潮气、磨损光纤免受潮气、磨损的伤害。有的涂覆材的伤害。有的涂覆材料是通过自然冷却附料是通过自然冷却附在光纤上，有的是用在光纤上，有的是用某种光线（紫外线）某种光线（紫外线）照射

6、光纤使涂覆材料照射光纤使涂覆材料固化。固化。光纤涂覆光纤涂覆光纤拉制视频（点击图片）点我点我点我点我光纤拉制光纤拉制三、稀土掺杂特种光纤的特点三、稀土掺杂特种光纤的特点受激掺饵光纤受激掺饵光纤1、具有三能级系统；、具有三能级系统；2、将、将“电电-光光-电电”中中继改变为全光中继，继改变为全光中继，以延长通信距离，并以延长通信距离，并降低成本，方便运转降低成本，方便运转和维护。和维护。稀土掺杂光纤具有圆柱形波导结构，芯径小，很容易实现高密度稀土掺杂光纤具有圆柱形波导结构，芯径小，很容易实现高密度泵浦，使激射阈值低，散热性能好，它的芯径大小与通信光纤很匹配，泵浦，使激射阈值低，散热性能好，它的芯

7、径大小与通信光纤很匹配，稿合容量及效率高等等特点。稿合容量及效率高等等特点。掺镱光纤掺镱光纤1、增益带宽宽；、增益带宽宽；2、上能级荧光寿命长；、上能级荧光寿命长；3、量子效率高和无浓、量子效率高和无浓度猝灭；度猝灭；4、无激发态吸收。、无激发态吸收。掺铥光纤掺铥光纤（激光器）（激光器）1、增益介质的表面积、增益介质的表面积/体积比大，散热性好；体积比大，散热性好；2、可适应恶劣工作环、可适应恶劣工作环境，易于移动改变出境，易于移动改变出光点；光点；3、免维护特性，系统、免维护特性，系统更小，重量更轻，寿更小，重量更轻，寿命更长。命更长。光纤传感器光纤传感器四、稀土掺杂特种光纤的应用四、稀土掺

8、杂特种光纤的应用光纤激光器光纤激光器稀土掺杂特种光纤稀土掺杂特种光纤应用应用光纤放大器光纤放大器四、稀土掺杂特种光纤的应用四、稀土掺杂特种光纤的应用Eg：掺铒光纤放大器：掺铒光纤放大器(EDFA)的应用的应用图图: :掺铒光纤放大器原理性光路图掺铒光纤放大器原理性光路图掺铒光纤放大器的应用不仅在于可进行全光中继。最突出的是在波分复用掺铒光纤放大器的应用不仅在于可进行全光中继。最突出的是在波分复用(WDM)光纤通信系统中的应用。波分复用是在一根光纤上传输多个光信道，从光纤通信系统中的应用。波分复用是在一根光纤上传输多个光信道，从而充分利用光纤带宽，有效扩展通信容量的光纤通信方式。由于掺铒光纤放大而充分利用光纤带宽，有效扩展通信容量的光纤通信方式。由于掺铒光纤放大器具有约器具有约40nm的极宽带宽，可覆盖整个波分复用信号的频带，因而用一只掺铒的极宽带宽，可覆盖整个波分复用信号的频带，因而用一只掺铒光纤放大器就可取代与信道数相应的光一电一光中继器，实现全光中继。这极光纤放大器就可取代与信道数相应的光一电一光中继器，实现全光中继。这极大地降