改进化学沉积法(MCVD)合成大模场光纤.ppt

*;姓名; 1. 大模场光纤分类;1. 大模场光纤分类;2. 大模场光纤主要制备方法;四种工艺的比较;3. MCVD工艺简介;Typical MCVD production tube is constructed from 3 quartz tubes,which are welded together prior to MCVD process Inlet tube:low quality quartz Substrate tube:high quality synthetic silica forms final preform Exhaust tube:low quality quartz Sleeving tube:synthetic silica ;Ⅲ. Fire Polishing/Etching  ;Ⅳ. Cladding and Core Deposition;4. MCVD工艺反应机理;热泳效应;化学试剂首先是要通过量可控制的载体气体，通过这些载体气体如O2控制化学试剂的量。高纯度气体混合物通入到装在车床上的旋转石英管中，气流穿过此石英管时经过氢氧火炬区被加热。当石英管内的气体温度达到1300℃时发生均匀化学反应，反应生成颗粒状玻璃随后在热区下游沉积，移动火炬的热使物质融合并形成一个透明的玻璃状薄膜。 ;实验室MCVD设备;5. 气相掺杂MCVD 工艺;该工艺中，为得到均匀的掺杂效果，对沉积管头部带状燃烧器温度的调控至为关键 若温度过高，稀土化合物会在到达反应沉积区之前发生分解，进而以不可控的行为在反应沉积区沉积，还有可能在输送管内发生碳沉积 若温度过低，稀土化合物会在尚未到达带状燃烧器前在输送管内发生冷凝、重结晶等，影响反应区的沉积效率;6. MCVD法制备大模场光纤;成分设计 对于单模光纤： 纤芯：SiO2 –GeO2 包层：F-P5O2-SiO2 以SiO2-GeO2-F-P2O5 玻璃体系为基础进行结构和沉积探究 其中GeO2是为了提高折射率：F是为了降低折射率，P2O5可以提高折射率，降低玻璃黏度和固有散射，通过控制掺杂的量就可以使玻璃折射率大于，小于或等于SiO2的折折率 原料：SiCl4、SiF4、GeCl4、BCl3、BBr3、PCl3、POCl3、SF6、CF4、CCl2F2 选择卤化物原料的原因：卤化物具有很高的饱和蒸汽压，在蒸发过程中可以去除过渡金属杂质，进一步提纯原料 R.L.Barns在《The photochemical purification of reagents used in the MCVD process》详细讲了卤化物去杂机制;1、石英反应管紧固在玻璃车床上不断旋转 2、由高纯O2把液态原料SiCl4,GeCl4,POCl3等鼓泡载入反应管内 3、由氢、氧火焰提供2000℃左右高温并沿反应管方向往复运动 4、进入反应管的原料在高温下氧化反应沉积在管内壁上,经过若干次沉积后形成一定厚度的沉积层 5、按常规工艺沉积隔离层,然后降低火焰温度到适宜范围去沉积SiO2-GeO2-P2O5芯层,未烧结的芯层呈不透明的疏松多孔状;参考文献： [1]Jain, Deepak,et.Scaling the mode area of rare-earth doped step index fiber under current state of the art MCVD technology[J]CLEO: Science and Innovations, CLEO-SI 2015 [2]Peng, Kun,et.Yb-doped large-mode-area laser fiber fabricated by halide-gas-phase-doping technique[J]Laser Physics,2015 [3]Fermann, M. E.,et.Ultrafast fibre lasers[J]Nature Photonics,2013 [4]张明慧，基于MCVD的光纤预制棒制备及其特性研究，2012 [5]James edgar phillips,Modified chemical vapor deposition and characterization of rare earth ions in heavy metal-doped silica glasses. [6]Gabriel puc ,Rare earth doped silica fibers fabricated by vapor transport of rare earth chelates. ;*