锗酸盐玻璃包层/半导体纤芯复合材料光纤的利记博彩app
【技术领域】
[0001 ]本发明属于光纤技术领域，具体设及错酸盐玻璃包层/半导体纤忍复合材料光纤。【背景技术】
[0002] 光纤在传统通信中有着重要的应用，在现代社会中极大地改善了人类的生活。 2009年，被誉为"光纤之父"的高银教授因提出低损耗的石英光纤来实现通信获得诺贝尔物 理学奖。但随着社会的发展和科技的进步，对光纤提出了更高的要求，例如:工作在极端环 境下的深井天然气和油田的探测，具有小的非线性的高功率激光系统，高非线性光纤来实 现光信号处理等。传统的石英光纤和稀±渗杂的玻璃光纤由于其自身的缺陷并不能满足运 些要求，而近些年来提出的新型复合光纤越来越引起人们的关注，通过将具有不同性能的 材料复合到同一光纤中，同时设计和优化材料的组成和新型的光纤结构，来实现光纤的多 功能化，满足不同的功能需求，新型复合材料光纤将会成为未来光纤发展的重要方向之一。
[0003] 新型复合光纤包括集成绝缘体(玻璃或者聚合物）、半导体、金属等材料于单一光 纤中来实现光纤的多功能化。2004年，美国麻省理工学院Y.Fink课题组率先提出、设计、制 备出多功能复合光纤，具有声波传感器、光调制、听觉能力等功能，有望集成为可穿戴的智 能织物。玻璃包层半导体纤忍复合材料光纤是新型复合光纤发展的重要方向之一，可W将 玻璃光纤优异的光学性能和半导体材料丰富的光、电、热等性能完美的结合起来，在非线性 光学、传感、光电探测、红外功率传输、生物医疗等领域有着巨大的应用前景。
[0004] 2008年，美国克莱姆森大学的J.Ballato课题组首次提出将半导体材料引入到传 统的玻璃光纤结构中，采用管棒法或粉管法来制备玻璃包层半导体纤忍光纤，但他们只是 做了初步的实验探讨，并没有获得性能优异的复合光纤。而在国内，鲜有报道玻璃包层半导 体纤忍复合材料光纤，且只局限于概念论证的基础实验。更为重要的是目前报道的玻璃包 层半导体纤忍复合材料光纤大都选择石英玻璃、娃酸盐玻璃或憐酸盐玻璃作为包层，运些 包层玻璃在中红外透过率很低，拉丝溫度过高或过低，可选择的半导体材料较少。而错酸盐 玻璃具有较高的玻璃转变溫度，高的抗激光损伤阔值，良好的物化性能W及优异的红外透 过性能，是中红外光传输和中红外激光器基质的重要材料。至今为止，还未有错酸盐玻璃作 为包层玻璃来制备复合材料光纤的报道，将具有优异的光学性能和物化性能的错酸盐玻璃 和具有丰富的光、电、热等功能的半导体材料有效的结合，拉制成复合材料光纤，在非线性 光学、传感、光电探测、红外功率传输、生物医疗等领域应用前景广阔，特别是在中红外领 域。
【发明内容】
[000引本发明的目的在于提供多组分错酸盐玻璃包层/半导体纤忍复合材料光纤。错酸 盐玻璃具有高的中红外透过性能，优异的物化性能。将错酸盐玻璃作为包层制备半导体纤 忍复合材料光纤可W极大的发挥半导体材料在中红外的性能，使得复合材料光纤在中红外 光传输、拉曼频移红外光源、光电探测、生物医疗等方面有着巨大的应用前景。
[0006]本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。
[0007]错酸盐玻璃包层/半导体纤忍复合材料光纤，其光纤包层是多组分错酸盐玻璃，光 纤纤忍半导体材料为Ge、InSb、Ga訊、SnTe或GeTe。
[0008]进一步地，作为复合材料光纤包层的多组分错酸盐玻璃，玻璃中Ge化质量百分比 为60%~70%，玻璃的拉丝溫度在900~1100°C之间，且在中红外2~如m透过率大于75%。
[0009]进一步地，所述的错酸盐玻璃包层/半导体纤忍复合材料光纤的制备工艺如下：
[0010] (1)多组分错酸盐包层玻璃的烙制:烙制大块多组分错酸盐包层玻璃，按质量百分 比计，玻璃原料配比为：BaO10~20%、Ga2〇3 5~20%、Ge〇2 60~70%、La2〇3 1~5% (纯度 99.99% );按配比称取原料，混合均匀，加入到销金相蜗中，在1350~1450°C溶制4~化，期 间采用反应气氛法除水，同时通气体保护;成型后，在550~650°C保溫10~25h，然后随炉降 至室溫；
[0011] (2)多组分错酸盐包层玻璃的机械加工:经过退火的大块多组分错酸盐包层玻璃， 加工成直径20~30mm，长80~120mm的圆柱，且包层玻璃中屯、沿轴线加工有直径2~4mm,长 60~100mm的圆柱形孔，圆柱形孔没有贯穿整个玻璃圆柱;圆柱玻璃表面及圆柱形孔内表面 都经过机械和化学抛光；
[0012] (3)光纤预制棒的组装:根据多组分错酸盐包层玻璃的折射率，光透过性能，拉丝 溫度，热膨胀系数，高溫润湿性等选择与其相匹配的半导体材料。将半导体材料(形状可W 是棒状，块状或粉体)紧密地填充在包层玻璃的圆柱形孔中，抽真空后用耐火泥密封好开孔 端，组装成多组分错酸盐玻璃包层/半导体纤忍光纤预制棒；
[0013] (4)光纤拉丝：将组装好的光纤预制棒放在拉丝塔上拉丝，拉丝过程通氣气保护， 拉丝溫度900~1100°C，光纤拉丝速度80~lOOm/min;获得连续的错酸盐玻璃包层/半导体 纤忍复合材料光纤。光纤尺寸可根据需要通过控制拉丝参数进行调节。
[0014]目前已报道的玻璃包层/半导体纤忍复合材料光纤是采用石英玻璃、娃酸盐玻璃 和憐酸盐玻璃作为包层，而运些包层玻璃的中红外透过性能差。石英玻璃和娃酸盐玻璃红 外透过截止波长为3.5μπι;憐酸盐玻璃在大于3.5WI1处透过率低于30%。错酸盐玻璃在2~化 m光波段透过率大于75%，是中红外光波段具有良好的传输性能。因此，本发明选用多组分 错酸盐玻璃作为包层材料制备半导体纤忍复合材料光纤，如此设计的光纤在2~扣m光波段 具有较低的光损耗。
[0015]本发明与现有技术相比，具有非常显著的有益效果：
[0016] (1)本发明提出、设计、并采用传统的光纤制备方法拉制出玻璃包层半导体纤忍复 合材料光纤。选用多组分错酸盐玻璃作为包层，其抗激光损伤阔值高，良好的物化性能W及 优异的红外透过性能，并确定了与多组分错酸盐玻璃拉丝性能相匹配的半导体材料作为纤 忍。拉制的多组分错酸盐玻璃包层/半导体纤忍复合材料光纤在中红外长波段的光传输，光 开关和光电探测，拉曼位移红外光源W及利用其高非线性在光信号处理，超连续谱光源等 方面有着巨大的应用前景。
[0017] (2)现有的玻璃包层半导体纤忍复合材料光纤大都采用石英玻璃、娃酸盐玻璃、憐 酸盐玻璃作为包层，它们在中红外透过率较低。且能够匹配的半导体材料较少。本发明的多 组分错酸盐玻璃包层/半导体纤忍复合材料光纤，多组分错酸盐包层玻璃具有优异的机械 性能，可采用机械冷加工，且在中红外2~扣m透过大于75%，拉丝性能优异，拉丝溫度可在 900~1100°C变化，运些性能可W满足多种不同的半导体纤忍材料。极大的拓宽了玻璃包层 半导体纤忍复合材料光纤的种类，同时可W充分发挥出半导体材料在中红外的性能，为复 合材料光纤在中红外的应用提供基础。
【附图说明】
[0018]图1为实例中多组分错酸盐包层玻璃的差热分析图。
[0019] 图2为实例中多组分错酸盐包层玻璃(0.86mm厚)的傅立叶红外透过光谱图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图举例对本发明做更详细地描述，但本发明的实施方式不限于此，对 未特别说明的工艺参数，可参照常规技术进行。
[0021] 实施例1
[0022] 多组分错酸盐玻璃包层/错半导体纤忍光纤的制备及方法如下：
[0023] (1)采用传统的烙融-退火的方法烙制大块的多组分错酸盐包层玻璃。按质量百分 比计，玻璃原料配方为:8曰0 15%、6曰2〇3 15%、66〇2 65%、1曰2〇3 5%(纯度99.99%)。按配比 称取质量800g的原料，混合均匀，加入到销金相蜗中，在1400°C溶制化，期间采用反应气氛 法除水，同时通氧气保护。成型后，在600°C保溫20h，然后随炉冷却至室溫。此多组分错酸盐 玻璃转变溫度Tg为678°C(如图1中DSC测量），期红外透过性能展示在图2中。
[0024] (2)包层玻璃的机械加