一种空芯光子晶体光纤预制棒结构的制作方法

1.本实用新型涉及一种空芯光子晶体光纤预制棒结构。


背景技术：

2.空芯光子晶体光纤由于克尔效应、瑞利背向散射效应、法拉第效应和舒珀效应在空气中比在石英材料中低很多，所以空芯光子晶体光纤中的这些效应比普通光纤小很多。对于光纤陀螺而言，这将意味着可以进一步减小体积，提高稳定性。发展空芯光子晶体光纤是提高光纤陀螺性能的一个很有潜力的选择，可使光纤陀螺具有更好的性能，更低的零漂，更小的体积，相比于常规光纤，空芯光子晶体光纤具有更低的辐射和温度敏感度，这使采用空芯光子晶体光纤制造的光纤陀螺可以应用在一些极端环境中。
3.尽管公开号cn102320733a的中国专利《光子晶体光纤预制棒及其制造光子晶体光纤的方法》，公开号cn1673138a的中国专利《光子晶体光纤具有预制棒的制备方法》，公告号cn202849258u的中国专利《光子晶体光纤预制棒结构》都提出了不同的光子晶体光纤预制棒结构和制作工艺，但作为光子晶体光纤技术的进一步的发展，需要有更多的结构简单、均匀、稳定，且可以兼顾光纤损耗低，机械强度高的预制棒。


技术实现要素：

4.本实用新型提出了一种空芯光子晶体光纤预制棒结构，该结构内部由多根石英毛细棒、管堆积而成，外部为石英外套管，外套管尾部接有引管，引管采用直通口径与石英外套管连通，相对于传统在引管上开通连通口结构更加简单；预制棒结构更加均匀、稳定，拉制出的空芯光子晶体光纤损耗低，机械强度高。
5.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
6.一种空芯光子晶体光纤预制棒结构，包括石英套管，在石英套管口径内中心设置有中心石英管，围绕中心石英管堆积设置有多层毛细石英管，中心石英管口径大于毛细石英管口径，其中：所述石英套管一端焊接设置有引管，所述引管是一个与石英套管内口径连通的直通管，用于抽取石英套管真空，所述围绕中心石英管堆积设置的多层毛细石英管在石英套管口径内形成一个正六边形棱柱体，石英套管口径内壁与正六边形棱柱体之间的缝隙插实设置有实心毛细石英棒，所述中心石英管和多层毛细石英管在石英套管另一端的管口封堵并与实心毛细石英棒焊接形成一体堆积棒密封堵住石英套管另一端。
7.方案进一步是：所述多层是4至10层；所述石英套管外径是28 mm 至35mm、内径是19 mm 至22mm；所述中心石英管外径是3.1mm至5.6mm、内径是2.68mm至5.04mm；所述毛细石英管外径是1.2 mm至1.3mm、内径是0.94 mm 至1.14mm，所述实心毛细石英棒的直径是0.6mm至1.3mm。
8.方案进一步是：所述石英套管是外径为30mm、内径为20mm的石英套管；所述引管是外径为26mm、内径为23mm的引管；所述中心石英管是外径为3.2mm、内径为2.88mm的中心石英管；所述毛细石英管是外径为1.3mm，内径为1.14mm的毛细石英管；所述实心毛细石英棒
包括直径为1.3mm、直径1.0mm和直径0.6mm的实心毛细石英棒。
9.方案进一步是：所述正六边形棱柱体是由六层毛细石英管在石英套管口径内围绕中心石英管堆积形成，其中：所述毛细石英管由多组三个毛细石英管呈三角形堆积组成，在正六边形棱柱体的六个角使用的是直径为1.3mm的实心毛细石英棒，直径为1.3mm的实心毛细石英棒紧贴石英套管口径内壁，直径1.0mm和直径0.6mm的实心毛细石英棒将除正六边形棱柱体的六个角外的其它缝隙插实。
10.方案进一步是：所述引管长度不小于400mm。
11.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：引管采用直通口径与石英外套管连通，相对于传统在引管上开通连通口结构更加简单；预制棒结构更加均匀、稳定，其优点包括：
12.1、优化了预制棒芯区的结构，将中心位置替换成尺寸较大的毛细管，使得整根预制棒芯区结构均匀、稳定。
13.2、通过将六角形六个边角替换为石英棒，圆化了有孔区域，增加了石英层面积占比，进而提高了光纤机械强度。
14.3、本实用新型结构简单，外套管与引管相连，预制棒拉制时仅需向引管内抽负压，技术难度较低。
附图说明
15.图1为空芯光子晶体光纤预制棒整体透视结构示意图；
16.图2为空芯光子晶体光纤预制棒截面示意图。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型进一步说明。
18.一种空芯光子晶体光纤预制棒结构，如图1和图2所示，所述空芯光子晶体光纤预制棒结构包括石英套管1，一个正六边形棱柱体石英柱体2设置在石英套管1中，所述正六边形棱柱体石英柱体2包括在石英套管口径内中心设置有中心石英管201，围绕中心石英管201堆积设置有多层毛细石英管202，通常为4至10层，中心石英管201口径大于毛细石英管202口径，其中：所述石英套管一端（尾端）焊接设置有引管3，所述引管3是一个与石英套管内口径连通的直通管，所述引管长度不小于400mm用于抽取石英套管真空，所述围绕中心石英管堆积设置的多层毛细石英管在石英套管口径内形成一个正六边形棱柱体，石英套管口径内壁与正六边形棱柱体之间的缝隙插实设置有实心毛细石英棒4，所述中心石英管和多层毛细石英管在石英套管另一端（头端）的管口封堵并与实心毛细石英棒4焊接形成一体堆积棒密封堵住石英套管另一端。
19.其中：所述石英套管外径是28 mm 至35mm、内径是19 mm 至22mm；所述中心石英管外径是3.1mm至5.6mm、内径是2.68mm至5.04mm；所述毛细石英管外径是1.2 mm至1.3mm、内径是0.94 mm 至1.14mm；所述实心毛细石英棒的直径是0.6mm至1.3mm。
20.一个最佳方案是：所述石英套管是外径为30mm、内径为20mm的石英套管；所述引管是外径为26mm、内径为23mm的引管；所述中心石英管是外径为3.2mm、内径为2.88mm的中心石英管；所述毛细石英管是外径为1.3mm，内径为1.14mm的毛细石英管；所述实心毛细石英
棒包括直径为1.3mm、直径1.0mm和直径0.6mm的实心毛细石英棒。
21.实施例中：所述正六边形棱柱体是由六层毛细石英管在石英套管口径内围绕中心石英管堆积形成，其中：所述毛细石英管由多组三个毛细石英管呈三角形203堆积组成，在正六边形棱柱体的六个角使用的是直径为1.3mm的实心毛细石英棒401。正六边形棱柱体的六个角的直径为1.3mm的实心毛细石英棒紧贴石英套管口径内壁，直径1.0mm和直径0.6mm的实心毛细石英棒将除正六边形棱柱体的六个角外的其它缝隙插实。
22.上述空芯光子晶体光纤预制棒结构实施例引管采用直通口径与石英外套管连通，相对于传统在引管上开通连通口结构更加简单；预制棒结构更加均匀、稳定，本实施例优化了预制棒芯区的结构，将中心位置替换成尺寸较大的毛细管，使得整根预制棒芯区结构均匀、稳定。通过将六角形六个边角替换为石英棒，圆化了有孔区域，增加了石英层面积占比，进而提高了光纤机械强度。实施例预制棒结构简单，外套管与引管相连，预制棒拉制时仅需向引管内抽负压技术难度较低。


技术特征：
1.一种空芯光子晶体光纤预制棒结构，包括石英套管，在石英套管口径内中心设置有中心石英管，围绕中心石英管堆积设置有多层毛细石英管，中心石英管口径大于毛细石英管口径，其特征在于，所述石英套管一端焊接设置有引管，所述引管是一个与石英套管内口径连通的直通管，用于抽取石英套管真空，所述围绕中心石英管堆积设置的多层毛细石英管在石英套管口径内形成一个正六边形棱柱体，石英套管口径内壁与正六边形棱柱体之间的缝隙插实设置有实心毛细石英棒，所述中心石英管和多层毛细石英管在石英套管另一端的管口封堵并与实心毛细石英棒焊接形成一体堆积棒密封堵住石英套管另一端。2.根据权利要求1所述的预制棒结构，其特征在于，所述多层是4至10层；所述石英套管外径是28 mm 至35mm、内径是19 mm 至22mm；所述中心石英管外径是3.1mm至5.6mm、内径是2.68mm至5.04mm；所述毛细石英管外径是1.2 mm至1.3mm、内径是0.94 mm 至1.14mm，所述实心毛细石英棒的直径是0.6mm至1.3mm。3.根据权利要求2所述的预制棒结构，其特征在于，所述石英套管是外径为30mm、内径为20mm的石英套管；所述引管是外径为26mm、内径为23mm的引管；所述中心石英管是外径为3.2mm、内径为2.88mm的中心石英管；所述毛细石英管是外径为1.3mm，内径为1.14mm的毛细石英管；所述实心毛细石英棒包括直径为1.3mm、直径1.0mm和直径0.6mm的实心毛细石英棒。4.根据权利要求3所述的预制棒结构，其特征在于，所述正六边形棱柱体是由六层毛细石英管在石英套管口径内围绕中心石英管堆积形成，其中：所述毛细石英管由多组三个毛细石英管呈三角形堆积组成，在正六边形棱柱体的六个角使用的是直径为1.3mm的实心毛细石英棒，直径为1.3mm的实心毛细石英棒紧贴石英套管口径内壁，直径1.0mm和直径0.6mm的实心毛细石英棒将除正六边形棱柱体的六个角外的其它缝隙插实。5.根据权利要求1所述的预制棒结构，其特征在于，所述引管长度不小于400mm。

技术总结
本实用新型公开了一种空芯光子晶体光纤预制棒结构，包括石英套管，在石英套管口径内中心设置有中心石英管，围绕中心石英管堆积设置有多层毛细石英管，中心石英管口径大于毛细石英管口径，所述石英套管一端焊接设置有引管，所述围绕中心石英管堆积设置的多层毛细石英管在石英套管口径内形成一个正六边形棱柱体，石英套管口径内壁与正六边形棱柱体之间的缝隙插实设置有实心毛细石英棒，所述中心石英管和多层毛细石英管在石英套管另一端的管口封堵并与实心毛细石英棒焊接形成一体堆积棒密封堵住石英套管另一端。本实用新型引管采用直通口径与石英外套管连通，相对于传统在引管上开通连通口结构更加简单，预制棒结构更加均匀、稳定。稳定。稳定。


技术研发人员：徐天聪 隋宁菠 王泽 魏国盛 焦文鹏 李进科
受保护的技术使用者：北京玻璃研究院有限公司
技术研发日：2022.10.26
技术公布日：2022/12/20