科创中国
一种掺铒双包层氟化锆基玻璃光纤及其制备方法
发布时间: 2022-12-06
来源: 科技服务团
基本信息
合作方式：
技术服务
成果类型：
发明专利
行业领域：
新材料技术
成果介绍
本发明公开了一种掺铒双包层氟化锆基玻璃光纤，包括纤芯、内包层和外包层，所述纤芯、内包层和外包层均由氟化锆基玻璃材料制得，各层的氟化锆基玻璃材料的原料组分ZrF4、ZnF2、AlF3、BaF2、CaF2、YF3、PbF2、ErF3的摩尔百分比见说明书。还公开了一种掺铒双包层氟化锆基玻璃光纤的制备方法，采用吸注法制备光纤预制棒，利用旋转浇筑法制备外包层玻璃管，采用棒管法制备双包层光纤预制棒，在合适的拉丝工艺下拉制得到双包层光纤。本发明的掺铒双包层氟化锆基玻璃光纤具有玻璃转变温度高、抗潮解性能强、背景损耗小、制备方法简单等特点，可以在980nm多模激光泵浦下实现数瓦级***μm波段中红外激光输出。
成果亮点
1.此种新型氟化锆基玻璃与传统的ZBLAN氟化锆基玻璃相比，具有更加良好的热机械品质，其玻璃转变温度以及玻璃析晶温度较高(Tg>320℃,Tx>420℃)，拥有较高的杨氏模量(***左右)以及较低的热膨胀系数(170×10-7/℃左右)。
2.此种新型氟化锆基玻璃的抗潮解性能良好，在去离子水中浸泡48小时后，玻璃失重比例不超过***％，而传统的ZBLAN玻璃在相同条件下的失重比例大于***％。
3.此种掺铒双包层氟化锆基玻璃光纤，其背景损耗较低，在1976nm处的损耗<***。
4.此种新型双包层氟化锆基玻璃光纤的析晶倾向小、吸水性较低，能够采用棒管法进行直接拉制，此方法工艺简单且成本较低。
5.实验表明：此种光纤可以在多模980nm激光包层泵浦下实现数瓦级***μm左右的激光输出。
团队介绍
学院现有学生近2000人，其中本科生1000余人，硕士研究生500余人，博士研究生近300人，留学生30余人。拥有教职工157人，专任教师141人。其中，正高级专业技术职务42人，副高级专业技术职务50人。具有博士学位教师119人，占专任教师总数的84%。现有博士生导师74人，硕士生导师141人。学院拥有国家级人才、享受国务院特殊津贴专家、教育部“新世纪优秀人才”，“龙江学者”特聘教授，黑龙江省杰出青年基金获得者、省级领军人才梯队带头人等国家及省部级人才10余人。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2023-11-11
评价单位：“科创中国”黑龙江科技服务团 (黑龙江省科学技术协会) 评价时间：2022-12-06
黄剑华
哈尔滨工业大学
教授
综合评价
按照上述的玻璃组分精确称量纤芯以及内包层原料。优选地，每种成分原材料选用纯度为99.99％的高纯无水氟化物原料。将每种原料置入玛瑙研钵中研磨10至20分钟，使每种原料充分混合后置入铂金坩埚中，将铂金坩埚至于马弗炉中熔化1至2小时，熔化温度为800至1000℃，而后将充分熔化的内包层玻璃液以及纤芯玻璃液依次倒入预热的铜质模具中，待玻璃凝固后转入退火炉，在280至360℃，保温3至5小时后拿出，逐渐冷却到室温。将冷却到室温的光纤预制棒打磨、抛光至光学质量，将预制棒固定在拉丝机(拉丝塔)上，在加热炉温度400至420℃时下拉成直径3至5mm的细预制棒，再度用砂纸对细预制棒进行抛光，之后将其置于高温烘干箱中于80至100℃烘干12小时，保存备用。
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