傳輸CO-,2-激光空芯光纖及器件的研制.pdf

1、CO2激光應用技術和范圍的推廣，研究高性能傳輸材料是亟待解決的問題。本文基于空芯光纖國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和差距、傳輸CO2激光空芯光纖研究所面臨的問題，研究了相關因素對泄漏型和全反射型空芯光纖其性能的影響、設計了適合空芯光纖傳輸要求的耦合器件，組裝了可基本滿足實用要求的空芯光纖傳輸CO2激光樣機。通過研究期望開發(fā)出滿足實際要求的傳輸CO2激光空芯光纖以及器件，促進空芯光纖傳輸CO2激光的實用化，為今后開發(fā)奠定理論基礎并提供技術保障。

2、(1)提出了全反射型空芯光纖和泄漏型空芯光纖的結構，選擇以溶膠凝膠或濕化學反應法為制備工藝，確定了金屬薄膜、電介質(zhì)薄膜的厚度；以SiO2-TiO2-GeO2為體系玻璃和在α-Al2O3(n=0.67)為全反射空芯光纖薄膜制備材料，以金屬銀為泄漏型空芯光纖的高反射薄膜制備材料、以環(huán)烯聚合物COP高分子材料為電介質(zhì)涂層制備材料，并研制了空芯光纖制備的相關裝置。 (2)以二級丁醇鋁(ASB)為前驅物制備出了Al2O3含量高的溶膠，調(diào)整

3、系統(tǒng)的水和乙酰醋酸乙酯加入量，可控制Al2O3溶膠的膠凝時間，當Al(O-sec-Bu)3：H2O：EAcAc=1：4：1時，溶膠的膠凝時間在室溫下為15天左右，滿足反復鍍膜的周期要求，在1000℃左右，Al2O3凝膠完全轉化為α-Al2O3，改進工藝和重復鍍膜后，Al2O3薄膜的結構、均勻性得到了改善：以正硅酸乙酯、鈦酸丁脂、3-三氯鍺丙酸為前驅物制備出了SiO2-TiO2-GeO2溶膠，當GeO2的質(zhì)量百分含量不超過35﹪時可獲得穩(wěn)

4、定、透明溶膠，在800℃以下的熱處理SiO2-TiO2-GeO2以玻璃態(tài)存在，當SiO2、TiO2、GeO2的質(zhì)量比為4：3：3時能夠形成致密、連續(xù)的涂層。研究表明Al2O3和SiO2-TiO2-GeO2薄膜涂層空芯光纖是一種具有較大潛力的傳輸CO2激光材料，需要更深入的分析各相關因素的影響，提高薄膜質(zhì)量，降低其光損耗。 (3)金屬銀薄膜紅外反射率在940cm-1處達到了80﹪以上，其厚度可在0.25μm～0.6μm之間可控。在

5、毛細管內(nèi)制備滿足要求薄膜的工藝參數(shù)為流量5～6mL/min、時間7～8min;采用濃度為7﹪的COP溶液可制備出高性能的薄膜涂層材料，當其厚度在0.9～1.30μm之間時可基本滿足傳輸需要，Ag/COP復合薄膜紅外反射率高于單層Ag薄膜的反射率。 (4)在CO2激光波長處，Al2O3薄膜涂層空芯光纖的損耗為6dB/m、SiO2-TiO2-GeO2薄膜涂層空芯的光損耗約2.3dB/m、Ag單層薄膜空芯光纖的光損耗為1.80dB/m