專利名稱：一種聚合物光子晶體光纖的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光通訊技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種聚合物光子晶體光纖的制備方法及其 光纖。
背景技術(shù)：
光纖是光通訊的信息傳輸載體，是實(shí)現(xiàn)大容量高速寬網(wǎng)的主要手段之一，目前得 到迅速發(fā)展，主干線的通訊基本上實(shí)現(xiàn)了光纖傳輸，但光纖在局域網(wǎng)和光纖入戶方面還沒(méi) 有真正實(shí)現(xiàn)。目前主干線用光纖是由石英材料制成的，其成本高、柔韌性差，不適用于局 域網(wǎng)和光纖入戶，聚合物光纖以其柔韌性好、成本低、制備容易等優(yōu)點(diǎn)引起了人們的廣泛 關(guān)注，希望聚合物光纖在局域網(wǎng)和光纖入戶方面得到較多的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)真正意義的光 纖入戶。但是目前作為聚合物光纖纖芯的聚甲基丙烯甲酯材料(PMMA)的損耗較大，其典 型值大于140dB/km，而改進(jìn)后的全氟聚合物光纖(由碳與氟形成的聚合物)，其損耗也在 10-20dB/km,損耗仍然較高，目前還在繼續(xù)研發(fā)之中。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述弊端，本發(fā)明提供一種聚合物光子晶體光纖的制備方法，其特征在 于首先是聚合物空心圓棒的制備，先選取具有高折射率的物質(zhì)作為聚合物的配比材料， 然后用基礎(chǔ)聚合物按比例混合，配比材料的折射率在1. 49-2. 2范圍內(nèi)，基礎(chǔ)聚合物為非結(jié) 晶高分子物質(zhì)，配比材料與基礎(chǔ)聚合物的比例，用比重/單位在0. 1-0. 5 %比例范圍內(nèi)混 合，將配比材料與基礎(chǔ)聚合物與鏈轉(zhuǎn)移劑、自由基引發(fā)劑按適當(dāng)比例混合，為保證材料的均 勻性，應(yīng)選取少量自由基引發(fā)劑和相對(duì)多的鏈轉(zhuǎn)移劑(以PMMA為例)，一般引發(fā)劑濃度在 0. 01% -0. 04% mol之間，鏈轉(zhuǎn)移劑應(yīng)在0. 3% mol，升溫加熱到本體聚合物溫度80°C狀態(tài) 下，通過(guò)直徑粗細(xì)不同的兩根玻璃管，同心套裝在一起，端頭封閉，留出澆鑄口，按形成的模 具澆鑄成聚合物空心圓棒；將制備好的聚合物空心圓棒拉伸成毛細(xì)管，將拉伸好的聚合物毛細(xì)管，按需要的 長(zhǎng)度截成段，用截成段的聚合物毛細(xì)管堆積成規(guī)則均勻排列的六角形體，中心抽出七根，制 備成空心結(jié)構(gòu)聚合物光子晶體光纖預(yù)制棒，或者用截成段的聚合物毛細(xì)管堆積成規(guī)則排列 的六角形體，中心抽出一根，用同一直徑的透明低損耗聚合物實(shí)心棒代替中心的被抽出的 一根聚合物毛細(xì)管，制備成實(shí)心結(jié)構(gòu)聚合物光子晶體光纖預(yù)制棒，拉制光子晶體光纖并涂 覆層和盤繞，將制備好的空心結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖預(yù)制棒或者空心結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖預(yù) 制棒，放入帶有涂覆層裝置的光纖拉制塔中拉制光纖，經(jīng)過(guò)涂覆層裝置，將涂覆材料均勻地 涂覆在光纖的外層，形成光纖包皮。
具體實(shí)施例方式一、聚合物空心圓棒的制備1、以PMMA為例，把單體MMA與濃度0. 01% mol的引發(fā)劑AIBN及0. 3 % mol的鏈轉(zhuǎn)移劑正丁硫醇混合，在80°C狀態(tài)下澆鑄進(jìn)套裝模具中，套裝模具中的兩根玻璃套管直徑 比例在0. 1-0.9范圍內(nèi)選取。2、將上述熱熔好的混合物在80°C狀態(tài)下澆鑄在玻璃圓筒形容器中，則聚合后得到 聚合物圓棒，再用鉆頭在圓棒中心打孔得到空心圓棒，圓棒中心孔直徑與圓棒外徑之比仍 在0. 1-0. 9范圍內(nèi)。3、通過(guò)擠壓成型技術(shù)，在設(shè)計(jì)的圓錐結(jié)構(gòu)的出口處形成空心圓棒后，在真空下 40°C熱水浴中慢慢攪拌48小時(shí)，在此期間聚合反應(yīng)被引發(fā)，然后將混合物在真空下在60°C 熱空氣域中再聚合M小時(shí)，整個(gè)聚合過(guò)程是在一個(gè)設(shè)計(jì)直徑的玻璃圓柱形容器中進(jìn)行，聚 合完成后得到一個(gè)聚合物圓棒，用鉆頭在圓棒中心穿孔，便得到一個(gè)聚合物空心圓棒，圓棒 中心孔的直徑與圓棒直徑的比值在0. 1-0. 9范圍之內(nèi)。二、六角形體聚合物光子晶體光纖預(yù)制棒的制備將制備好的聚合物空心圓棒，放進(jìn)中國(guó)科學(xué)院西安光機(jī)所生產(chǎn)的光纖拉制塔中 拉伸毛細(xì)管，制成直徑為1毫米的聚合物空心光纖毛細(xì)管，將聚合物空心光纖毛細(xì)管按要 求長(zhǎng)度截成段，用截成段的聚合物空心光纖毛細(xì)管，堆積成規(guī)則均勻排列的六角形體結(jié)構(gòu)， 堆積層數(shù)為5-10層，抽出中心的七根，制成空心結(jié)構(gòu)聚合物光子晶體光纖預(yù)制棒，或者用 截成段的聚合物空心光纖毛細(xì)管，堆積成規(guī)則均勻排列的六角形體結(jié)構(gòu)，堆積層數(shù)為5-10 層，抽出中心的一根，用同一直徑的透明低損耗聚合物實(shí)心棒代替中心的被抽出一根聚合 物空心光纖毛細(xì)管，制成實(shí)心結(jié)構(gòu)聚合物光子晶體光纖預(yù)制棒，為使預(yù)制棒能粘結(jié)，可適當(dāng) 加熱熔化一下，加熱溫度控制在220°C以下。三、聚合物光子晶體光纖的拉伸，涂覆層和卷繞將制備好的空心或?qū)嵭木酆衔锕庾泳w光纖預(yù)制棒，放入中國(guó)科學(xué)院西安光機(jī)所 生產(chǎn)的帶有涂覆層裝置的光纖拉制塔中拉伸光纖，光纖的直徑由纖徑監(jiān)控儀實(shí)時(shí)監(jiān)控，拉 伸好的聚合物光子晶體光纖，經(jīng)過(guò)涂覆層裝置，將涂覆材料均勻地涂覆在光纖的外層，形成 光纖包皮，涂覆材料采用聚甲基丙烯酸和三氟乙酯的混合物，在120°C -130°C熔化后使 用，對(duì)拉伸光纖直徑的控制和卷繞速度的控制是同步的，以確保光纖直徑的一致性，以保證 質(zhì)量和性能一致。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例，在本發(fā)明的構(gòu)思范圍內(nèi)，根據(jù)上述說(shuō)明書的描述，本領(lǐng) 域的普通技術(shù)人員還可做出一些顯而易見(jiàn)的改變，但這些改變均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種聚合物光子晶體光纖的制備方法，其特征在于首先是聚合物空心圓棒的制 備，先選取具有高折射率的物質(zhì)作為聚合物的配比材料，然后用基礎(chǔ)聚合物按比例混合，配 比材料的折射率在1. 49-2. 2范圍內(nèi)，基礎(chǔ)聚合物為非結(jié)晶高分子物質(zhì)，配比材料與基礎(chǔ)聚 合物的比例，用比重/單位在0. 1-0. 5%比例范圍內(nèi)混合，將配比材料與基礎(chǔ)聚合物與鏈轉(zhuǎn) 移劑、自由基引發(fā)劑按適當(dāng)比例混合，為保證材料的均勻性，應(yīng)選取少量自由基引發(fā)劑和相 對(duì)多的鏈轉(zhuǎn)移劑(以PMMA為例)，一般引發(fā)劑濃度在0. 01 % -0. 04%mol之間，鏈轉(zhuǎn)移劑應(yīng) 在0. 3% mol，升溫加熱到本體聚合物溫度80°C狀態(tài)下，通過(guò)直徑粗細(xì)不同的兩根玻璃管， 同心套裝在一起，端頭封閉，留出澆鑄口，按形成的模具澆鑄成聚合物空心圓棒；將制備好的聚合物空心圓棒拉伸成毛細(xì)管，將拉伸好的聚合物毛細(xì)管，按需要的長(zhǎng)度 截成段，用截成段的聚合物毛細(xì)管堆積成規(guī)則均勻排列的六角形體，中心抽出七根，制備成 空心結(jié)構(gòu)聚合物光子晶體光纖預(yù)制棒，或者用截成段的聚合物毛細(xì)管堆積成規(guī)則排列的六 角形體，中心抽出一根，用同一直徑的透明低損耗聚合物實(shí)心棒代替中心的被抽出的一根 聚合物毛細(xì)管，制備成實(shí)心結(jié)構(gòu)聚合物光子晶體光纖預(yù)制棒，拉制光子晶體光纖并涂覆層 和盤繞，將制備好的空心結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖預(yù)制棒或者空心結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖預(yù)制 棒，放入帶有涂覆層裝置的光纖拉制塔中拉制光纖，經(jīng)過(guò)涂覆層裝置，將涂覆材料均勻地涂 覆在光纖的外層，形成光纖包皮。
全文摘要
本發(fā)明涉及光通訊技術(shù)領(lǐng)域中涉及的一種聚合物光子晶體光纖的制備方法及其光纖。本發(fā)明芯外包層，是由規(guī)則排列的聚合物光子晶體光纖堆積而成，具有光子禁帶作用，保證了光在芯區(qū)的傳輸損耗低或損耗，色散特性好，可以遠(yuǎn)距離傳輸，實(shí)現(xiàn)了真正意義的光纖傳輸光的作用，本發(fā)明方法制備的光纖柔韌性好、制備簡(jiǎn)單、成本低、適于與主干線兼容，適用于局域網(wǎng)和光纖入戶。
文檔編號(hào)G02B6/02GK102122018SQ201010504779
公開(kāi)日2011年7月13日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者孫義興, 廖鄭洪, 張華 , 張臘生, 李濤, 李炳惠, 許建國(guó), 謝河彬, 譚會(huì)良, 陳曲 申請(qǐng)人:成都亨通光通信有限公司