低损耗As-Se硫系光纤关键制备技术研究

发布时间：2021-04-10 18:50

　　硫系玻璃光纤因其在中远红外波段出色的透过特性,在空间探测、激光传输、光电子器件、红外成像、远距离传感和国防安全等诸多领域产生了重要的作用。在材料选择方面,本文选取了AsSe硫系玻璃作为光纤基质材料,因其具有良好的热稳定性和优异的近红外和中红外性能。成功制备低损耗硫系玻璃光纤有两个重要因素,一是降低玻璃中杂质含量,二是优化硫系玻璃光纤的制备工艺。本文首先采用加热的方式进行动态抽真空,随后采取了一种开放式的蒸馏提纯的方法进行原料提纯,制备了两组高纯的As-Se玻璃。然后通过传统隔离挤压法和去皮隔离挤压法分别制备了小芯单模和大芯多模光纤,获得了较低的光纤损耗。最后分析了光场能量分布和测试了超连续谱。第一章简单概述硫系玻璃和硫系玻璃光纤,介绍了硫系玻璃的光学性能和应用领域,通过对比目前较为实用化的硫系光纤,文中选择了具有成本效益的As-Se玻璃进行研究。分别介绍了硫系玻璃光纤的制备工艺,最后说明了改进的隔离挤压法具有自己独特的优势。第二章介绍了硫系玻璃的理论和基本特性,如红外透过光谱、热膨胀、杂质与缺陷,并以此为基础介绍玻璃制备与提纯的必要性;阐述了基础光纤理论包括光纤结构和传输,光纤损耗和光... 

【文章来源】：宁波大学浙江省

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
引言
1 绪论
    1.1 硫系玻璃与光纤概述
        1.1.1 硫系玻璃
        1.1.2 硫系玻璃光纤
    1.2 硫系光纤的应用与实用化光纤研究现状
        1.2.1 红外激光导能
        1.2.2 光纤传感与检测
        1.2.3 光纤的超连续谱输出
        1.2.4 实用化光纤研究现状
    1.3 硫系玻璃光纤制备工艺
        1.3.1 双坩埚法
        1.3.2 管棒法
        1.3.3 浇铸法
        1.3.4 挤压法
    1.4 本论文的研究内容
        1.4.1 高纯As-Se玻璃的制备
        1.4.2 As-Se玻璃预制棒的制备
        1.4.3 光纤拉丝工艺研究
        1.4.4 光纤的性能测试
2 理论基础
    2.1 硫系玻璃基础原理
        2.1.1 硫系玻璃的定义与特点
        2.1.2 玻璃的红外透射光谱
        2.1.3 玻璃的膨胀系数
        2.1.4 玻璃中的杂质和缺陷
        2.1.5 玻璃制备提纯工艺
    2.2 光纤基础原理
        2.2.1 光纤结构和传输模式
        2.2.2 光纤损耗
        2.2.3 光纤的色散
3 高纯硫系玻璃的制备及其性能测试
    3.1 玻璃的提纯实验
        3.1.1 直接提纯法
        3.1.2 间接提纯法
        3.1.3 开放式蒸馏法
    3.2 原料Se的预提纯
    3.3 玻璃样品的制备
        3.3.1 玻璃的熔制与退火
    3.4 玻璃的加工与测试方法
    3.5 As-Se硫系玻璃的性能研究
        3.5.1 As40Se58Te2和As40Se60玻璃测试
        3.5.2 As39Se61和As38Se62玻璃测试
    3.6 本章小结
4 单模As-Se红外玻璃光纤的制备及其性能研究
    4.1 单模光纤的制备
        4.1.1 光纤预制棒的制备
        4.1.2 光纤的拉制过程
    4.2 光纤的结构参数及性能分析
        4.2.1 光纤结构与端面分析
        4.2.2 光纤损耗测试
        4.2.3 单模光纤超连续谱
    4.3 本章小结
5 基于去皮挤压法的完美芯包结构的光纤制备
    5.1 光纤的制备
        5.1.1 去皮ISE与传统ISE预制棒制备对比
        5.1.2 拉丝工艺探索
    5.2 光纤的性能分析
        5.2.1 两种挤压法预制棒与光纤端面对比
        5.2.2 光纤光斑测试
        5.2.3 光纤损耗对比与模拟色散
        5.2.4 多模光纤超连续谱
    5.3 本章小结
6 总结与展望
参考文献
在学研究成果
致谢
Abstract of Thesis
论文摘要


【参考文献】：
期刊论文
[1]Te基远红外硫系玻璃光纤的制备及性能分析[J]. 吴波,赵浙明,王训四,江岭,密楠,潘章豪,张培晴,刘自军,聂秋华,戴世勋.  物理学报. 2017(13)
[2]低损耗硫系玻璃光纤的挤压制备及其性能研究[J]. 刘硕,唐俊州,刘自军,江岭,吴波,密楠,王训四,赵浙明,聂秋华,戴世勋,潘章豪.  光学学报. 2016(10)
[3]硫系光纤红外超连续谱输出研究进展[J]. 王莹莹,戴世勋,罗宝华,张培晴,王训四,刘自军.  激光与光电子学进展. 2016(09)
[4]低损耗Ge-As-Se-Te硫系玻璃远红外光纤的性能分析[J]. 赵浙明,吴波,刘雅洁,江岭,密楠,王训四,刘自军,刘硕,潘章豪,聂秋华,戴世勋.  物理学报. 2016(12)
[5]小芯径硫系玻璃光纤的制备及其非线性光学应用[J]. 郭威,张斌,翟诚诚,祁思胜,余懿,杨安平,李雷,杨志勇,王荣平,唐定远,陶光明,Luther-Davies Barry.  无机材料学报. 2016(02)
[6]硫系As2S3悬吊芯光纤制备及其光谱性能研究[J]. 祝清德,王训四,张培晴,彭涛,陈玮,聂秋华,孙礼红,程辞,刘硕,潘章豪,廖方兴,张培全,刘自军,戴世勋,Guangming Tao.  光学学报. 2015(12)
[7]碲基硫系长波红外传输光纤的研究进展[J]. 任和,陶光明,杨安平,鄣海涛,杨光,许彦涛,王训四,杨志勇.  红外. 2014(04)



本文编号：3130156