传输CO,2激光空芯光纤及器件的研制

《传输CO,2激光空芯光纤及器件的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、武汉理工大学博士学位论文摘要C02激光应用技术和范围的推广，研究高性能传输材料是亟待解决的问题。本文基于空芯光纤国内外研究现状和差距、传输C02激光空芯光纤研究所面临的问题，研究了相关因素对泄漏型和全反射型空芯光纤其性能的影响、设计了适合空芯光纤传输要求的耦合器件，组装了可基本满足实用要求的空芯光纤传输C02激光样机。通过研究期望开发出满足实际要求的传输C02激光空芯光纤以及器件，促进空芯光纤传输C02激光的实用化，为今后开发奠定理论基础并提供技术保障。(1)提出了全反射型空芯光纤和泄漏型空芯光纤的结构，选择以溶胶凝胶或湿化学反应法为制备工艺，确定了金属薄

2、膜、电介质薄膜的厚度；以Si02．Ti02．Ge02为体系玻璃和在q—A1203(n卸．67)为全反射空芯光纤薄膜制各材料，以金属银为泄漏型空芯光纤的高反射薄膜制备材料、以环烯聚合物COP高分子材料为电介质涂层制备材料，并研制了空芯光纤制备的相关装置。(2)以二级丁醇铝(ASB)为前驱物制备出了A1203含量高的溶胶，调整系统的水和乙酰醋酸乙酯加入量，可控制A1203溶胶的胶凝时间，当A1(O．SCC．Bu)3：HEO：EAcAc=I：4：1时，溶胶的胶凝时间在室温下为15天左右，满足反复镀膜的周期要求，在1000。C左右，A1203凝胶完全转化为Ⅱ．A1

3、203，改进工艺和重复镀膜后，舢203薄膜的结构、均匀性得到了改善；以正硅酸乙酯、钛酸丁脂、3．三氯锗丙酸为前驱物制备出了Si02．Ti02．Ge02溶胶，当Ge02的质量百分含量不超过35％时可获得稳定、透明溶胶，在800。C以下的热处理si02．Ti02．Ge02以玻璃态存在，当si02、Ti02、Ge02的质量比为4：3：3时能够形成致密、连续的涂层。研究表明A1203和Si02．Ti02．Ge02薄膜涂层空芯光纤是一种具有较大潜力的传输C02激光材料，需要更深入的分析各相关因素的影响，提高薄膜质量，降低其光损耗。(3)金属银薄膜红外反射率在940c

4、m-1处达到了80％以上，其厚度可在0．25p．m～O．6pxn之间可控。在毛细管内制备满足要求薄膜的工艺参数为流量5～6mL／min、时间7～8min；采用浓度为7％的COP溶液可制各出高性能的薄膜涂层材料，当其厚度在O．9～1．301un之间时可基本满足传输需要，A∥COP复合薄膜红外反射率高于单层Ag薄膜的反射率。武汉理工大学博士学位论文(4)在C02激光波长处，A1203薄膜涂层空芯光纤的损耗为6dB／m、Si02一Ti02．Ge02薄膜涂层空芯的光损耗约2．3dB／m、Ag单层薄膜空芯光纤的光损耗为1．80dB／m、COP／Ag复合薄膜空芯光纤的

5、光损耗为1．45dB／m。光纤插拔式透镜与锥形耦合器组合的耦合系统传输效率达到了90％，激光样机最大输出功率可达55W，传输损耗为1．45～1．48dB／m，稳定传输时间可达35min以上，空芯光纤有效长度可达2m，可基本满足激光医疗和小型精密加工的需要。关键词：C02激光，空芯光纤，全反射薄膜，高反射薄膜，COP电介质膜，耦合器，激光器件，溶胶凝胶武汉理工大学博士学位论文AbstractTheappliedtechniqueoftheC02laserandexpansionofthescope，studyhighperformancetransmitti

6、ngmaterialisaveryimportanttopic．AccordingtodomesticandinternationalresearchingtendencyandproblemforhollowwaveguidestransmissionC02laser,totalreflectivewaveguidesandleakywaveguideswerestudiedbasedonabsorbinganddigestingformerresultsinthispaper．Itstudiedinfluencingpropertiesfactorso

7、ftotMreflectivewaveguidesandleakywaveguides，designedpropercouplersystemtomatchhollowwaveguides，andassembledlasermachine、ⅣitllhollowwaveguidesdeliveringC02laserforsatisfyingpracticalrequest．Withresearchresults，wewillexpecttodevelophollowwaveguidesandlasermachineforC02lasertransmiss

8、iontosatisfypracticaluse，promoteC