稀土摻雜特種光纖

1、制備、特性與應(yīng)用制備、特性與應(yīng)用稀土摻雜特種光纖稀土摻雜特種光纖稀土摻雜特種光纖稀土摻雜特種光纖稀土摻雜光纖概況稀土摻雜光纖概況1稀土摻雜特種光纖的制備稀土摻雜特種光纖的制備2稀土摻雜特種光纖的特點(diǎn)稀土摻雜特種光纖的特點(diǎn)3稀土摻雜特種光纖的應(yīng)用稀土摻雜特種光纖的應(yīng)用一、稀土摻雜光纖概況一、稀土摻雜光纖概況光纖稀土摻雜光纖在稀土摻雜光纖在測量、通信、傳感、測量、通信、傳感、材料、加工和醫(yī)療等材料、加工和醫(yī)療等方面具有十分廣泛的方面具有十分廣泛的用途用途.近年來，國內(nèi)外近年來，國內(nèi)外的很多大學(xué)和科研單的很多大學(xué)和科研單位都在積極開展稀土位都在積極開展稀土摻雜光纖放大器、激摻雜光纖放大器、激光器、傳

2、感器和超熒光器、傳感器和超熒光光源的研發(fā)工作，光光源的研發(fā)工作，但仍有待于進(jìn)一步深但仍有待于進(jìn)一步深入研究。入研究。預(yù)制棒的預(yù)制棒的制備制備光纖的光纖的拉制、涂覆拉制、涂覆光纖成纜光纖成纜二、稀土摻雜特種光纖的制備二、稀土摻雜特種光纖的制備預(yù)制棒的制備預(yù)制棒的制備等離子體管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法（等離子體管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法（PCVDPCVD）優(yōu)點(diǎn)：沉積層薄、工藝控制性強(qiáng)、折射率剖面精確優(yōu)點(diǎn)：沉積層薄、工藝控制性強(qiáng)、折射率剖面精確 原材料利用率高原材料利用率高 不足：原料要求純度高、沉積速率低不足：原料要求純度高、沉積速率低 結(jié)論：擅長制造纖芯結(jié)論：擅長制造纖芯 預(yù)制棒的制備工藝預(yù)制棒的制備工藝涂覆層

3、涂覆層石英套管石英套管石英襯管石英襯管芯層芯層包層包層包層包層沉積層沉積層石英管石英管PCVDPCVD沉積沉積 芯棒測試芯棒測試套棒套棒篩選篩選成品包裝成品包裝光纖測試光纖測試?yán)z拉絲熔縮熔縮預(yù)制棒的制備工藝預(yù)制棒的制備工藝8 改進(jìn)的管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法（改進(jìn)的管內(nèi)化學(xué)氣相沉積法（MCVDMCVD）優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：投資少、操作運(yùn)行較容易、工藝控制性好：投資少、操作運(yùn)行較容易、工藝控制性好 不足：原料利用率低、折射率剖面不夠精確不足：原料利用率低、折射率剖面不夠精確 結(jié)論：擅長制造包層、纖芯制造僅次于結(jié)論：擅長制造包層、纖芯制造僅次于PCVD PCVD 預(yù)制棒的制備工藝預(yù)制棒的制備工藝9管外汽相沉積法（

4、管外汽相沉積法（OVDOVD）預(yù)制棒的制備工藝預(yù)制棒的制備工藝優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：沉積速率高、：沉積速率高、預(yù)制棒體積大、原料預(yù)制棒體積大、原料純度要求較低、生產(chǎn)純度要求較低、生產(chǎn)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 結(jié)論：擅長制造包層結(jié)論：擅長制造包層10汽相軸向沉積法（汽相軸向沉積法（VADVAD）優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：沉積速率高、預(yù)制沉積速率高、預(yù)制棒體積大、原料純度要求棒體積大、原料純度要求較低、生產(chǎn)率高較低、生產(chǎn)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 結(jié)論：擅長制造包層結(jié)論：擅長制造包層預(yù)制棒的制備工藝預(yù)制棒的制備工藝VAD工藝

5、示意圖工藝示意圖各生產(chǎn)工藝的比較各生產(chǎn)工藝的比較光纖拉制光纖拉制拉制在無塵室中將光纖在無塵室中將光纖預(yù)制棒固定在拉絲預(yù)制棒固定在拉絲機(jī)頂端，并逐漸加機(jī)頂端，并逐漸加熱至熱至2000攝氏度。攝氏度。光纖預(yù)制棒受熱后光纖預(yù)制棒受熱后便逐漸融化并在底便逐漸融化并在底部累積液體，待其部累積液體，待其自然垂下，就形成自然垂下，就形成光纖。光纖。涂覆涂覆涂覆材料也在拉絲機(jī)涂覆材料也在拉絲機(jī)上及時(shí)涂敷，以保護(hù)上及時(shí)涂敷，以保護(hù)光纖免受潮氣、磨損光纖免受潮氣、磨損的傷害。有的涂覆材的傷害。有的涂覆材料是通過自然冷卻附料是通過自然冷卻附在光纖上，有的是用在光纖上，有的是用某種光線（紫外線）某種光線（紫外線）照射

6、光纖使涂覆材料照射光纖使涂覆材料固化。固化。光纖涂覆光纖涂覆光纖拉制視頻（點(diǎn)擊圖片）點(diǎn)我點(diǎn)我點(diǎn)我點(diǎn)我光纖拉制光纖拉制三、稀土摻雜特種光纖的特點(diǎn)三、稀土摻雜特種光纖的特點(diǎn)受激摻餌光纖受激摻餌光纖1、具有三能級系統(tǒng)；、具有三能級系統(tǒng)；2、將、將“電電-光光-電電”中中繼改變?yōu)槿庵欣^，繼改變?yōu)槿庵欣^，以延長通信距離，并以延長通信距離，并降低成本，方便運(yùn)轉(zhuǎn)降低成本，方便運(yùn)轉(zhuǎn)和維護(hù)。和維護(hù)。稀土摻雜光纖具有圓柱形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，芯徑小，很容易實(shí)現(xiàn)高密度稀土摻雜光纖具有圓柱形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，芯徑小，很容易實(shí)現(xiàn)高密度泵浦，使激射閾值低，散熱性能好，它的芯徑大小與通信光纖很匹配，泵浦，使激射閾值低，散熱性能好，它的芯

7、徑大小與通信光纖很匹配，稿合容量及效率高等等特點(diǎn)。稿合容量及效率高等等特點(diǎn)。摻鐿光纖摻鐿光纖1、增益帶寬寬；、增益帶寬寬；2、上能級熒光壽命長；、上能級熒光壽命長；3、量子效率高和無濃、量子效率高和無濃度猝滅；度猝滅；4、無激發(fā)態(tài)吸收。、無激發(fā)態(tài)吸收。摻銩光纖摻銩光纖（激光器）（激光器）1、增益介質(zhì)的表面積、增益介質(zhì)的表面積/體積比大，散熱性好；體積比大，散熱性好；2、可適應(yīng)惡劣工作環(huán)、可適應(yīng)惡劣工作環(huán)境，易于移動(dòng)改變出境，易于移動(dòng)改變出光點(diǎn)；光點(diǎn)；3、免維護(hù)特性，系統(tǒng)、免維護(hù)特性，系統(tǒng)更小，重量更輕，壽更小，重量更輕，壽命更長。命更長。光纖傳感器光纖傳感器四、稀土摻雜特種光纖的應(yīng)用四、稀土摻

8、雜特種光纖的應(yīng)用光纖激光器光纖激光器稀土摻雜特種光纖稀土摻雜特種光纖應(yīng)用應(yīng)用光纖放大器光纖放大器四、稀土摻雜特種光纖的應(yīng)用四、稀土摻雜特種光纖的應(yīng)用Eg：摻鉺光纖放大器：摻鉺光纖放大器(EDFA)的應(yīng)用的應(yīng)用圖圖: :摻鉺光纖放大器原理性光路圖摻鉺光纖放大器原理性光路圖摻鉺光纖放大器的應(yīng)用不僅在于可進(jìn)行全光中繼。最突出的是在波分復(fù)用摻鉺光纖放大器的應(yīng)用不僅在于可進(jìn)行全光中繼。最突出的是在波分復(fù)用(WDM)光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。波分復(fù)用是在一根光纖上傳輸多個(gè)光信道，從光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。波分復(fù)用是在一根光纖上傳輸多個(gè)光信道，從而充分利用光纖帶寬，有效擴(kuò)展通信容量的光纖通信方式。由于摻鉺光纖放大而充分利用光纖帶寬，有效擴(kuò)展通信容量的光纖通信方式。由于摻鉺光纖放大器具有約器具有約40nm的極寬帶寬，可覆蓋整個(gè)波分復(fù)用信號的頻帶，因而用一只摻鉺的極寬帶寬，可覆蓋整個(gè)波分復(fù)用信號的頻帶，因而用一只摻鉺光纖放大器就可取代與信道數(shù)相應(yīng)的光一電一光中繼器，實(shí)現(xiàn)全光中繼。這極光纖放大器就可取代與信道數(shù)相應(yīng)的光一電一光中繼器，實(shí)現(xiàn)全光中繼。這極大地降