大芯徑能量光纖材料分析與性能研究.pdf

1、大芯徑能量光纖作為新一代信息與能量傳輸媒介，相對單模光纖而言其傳播模式為多種模式傳播、纖芯尺寸較大、光耦合難度相對單模光纖而言較容易，但是其缺點為傳輸損耗系數(shù)較大、生產制備工藝相對較難等。相比小芯徑單模石英光纖而言，大芯徑能量光纖能夠傳輸更多能量，在高能量傳輸領域具有重要的應用前景，尤其在激光傳輸?shù)阮I域，越來越引起科研工作者的關注。為促進我國大芯徑能量光纖產業(yè)的發(fā)展作為“863”項目的子課題，本論文主要研究內容包括：
　　對比分析

2、五種大芯徑能量光纖成分以及分析通過兩步法制備的氟摻雜光纖預制棒成分、不同氟含量摻雜對大芯徑能量光纖傳輸性能的影響作為出發(fā)點，著重分析成分以及不同光纖預制棒生產工藝及相應拉制工藝對光纖形貌及性能的影響。結果表明不同光纖生產工藝生產的大芯徑能量光纖對裸光纖表面以及斷面有明顯的影響，并且對于（OVD+MCVD）兩步法生產工藝生產的大芯徑能量光纖通過調整反應原料配料比、蒸發(fā)壓力、靶棒的移動速度以及修正系數(shù)等生產工藝參數(shù)也同樣影響著光纖形貌與性能

3、；包層氟含量為1.25％相比包層氟含量為0.52%可明顯減少光纖預制棒制備過程中所產生以及吸附的水分子和光纖存在水峰值，并且降低光纖玻璃網(wǎng)絡的應變鍵進而提高了光纖傳輸損耗性能。
　　針對大芯徑能量光纖在特殊環(huán)境下的應用，尤其是在輻照環(huán)境、高低溫溫差相對較大的環(huán)境下的應用，結合高低溫循環(huán)設備，著重研究了高低溫循環(huán)對國產大芯徑能量光纖傳輸損耗系數(shù)的影響規(guī)律，探討了在高低溫循環(huán)下大芯徑能量光纖傳輸損耗機理進行探討。實驗利用相關高低溫設備

4、通過測試大芯徑能量光纖在-100℃～100℃溫度范圍內光纖透過率的變化狀況，進而研究溫度對大芯徑能量光纖傳輸損耗的影響。實驗結果表明大芯徑能量光纖在光纖常用第一窗口（850nm波段）傳輸損耗系數(shù)隨著溫度的變化呈波動性變化，并且在整個溫度區(qū)間內其傳輸損耗系數(shù)在2.543dB/km到4.237dB/km范圍內波動；研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過高低溫循環(huán)實驗測試后，光纖纖芯與包層處未產生順磁性缺陷，這說明在此溫度范圍內光纖化學鍵（O-Si-O）未發(fā)生斷鍵