拉丝速率对石英光纤的制备及耐辐照性能影响研究

以Yb3+掺杂SiO2预制棒为原材料,采用不同拉丝速率的高温拉丝工艺成功制备了石英光纤。利用傅里叶变换红外光谱仪、光纤应力分析仪和Model2500等研究了不同拉丝速率制备的石英光纤的结构、抗拉强度以及衰减特性。结果表明, 石英光纤抗拉强度随着拉丝速率的升高先增大后降低,当拉丝速率为1 700 m/min时,其制备的石英光纤抗拉强度达到最大,为5.2 GPa;且拉丝速率越大,辐照后就越容易造成内部损坏,造成光纤失效。这主要因为拉丝速率越大,其在高温区中的时间越短,光纤中Si-O链断裂的频率越低,光纤抗拉强度就越高。但随着拉丝速率的继续升高,炉温逐渐升高,同时增加了光纤内部Si-O链断裂的频率,二者共同耦合作用的结果使得光纤强度随拉丝速率呈现先增后减的趋势。当辐照剂量逐渐增加时,石英光纤的辐致损耗呈直线趋势快速增加,但随着辐照量的继续增大,辐致损耗却增加趋缓,逐渐平稳