氧化鋯高溫單晶光纖拉制系統(tǒng)技術(shù)研究.pdf

1、隨著測(cè)溫研究技術(shù)的不斷深入，許多測(cè)試場(chǎng)合如軍事應(yīng)用中新武器的爆炸威力、作用性能評(píng)估迫切需要研究超過2000℃的高溫傳感器，藍(lán)寶石單晶光纖是目前用于光纖高溫傳感器最成功和最成熟的晶體光纖，但是由于受α-Al2O3晶體熔點(diǎn)(約2045℃)的限制，其工作溫度不能超過2000°。為了使光纖傳感器能滿足更高溫度測(cè)量的要求，通過各項(xiàng)材料的比較，我們選擇ZrO2作為在更高溫度下代替α-Al2O3的試驗(yàn)材料。
　　目前拉伸熔點(diǎn)為2690℃的Y2O

2、3-ZrO2（Y2O3穩(wěn)定的ZrO2）單晶光纖主要利用激光加熱基座法（LHPG法）來生成，但從生長(zhǎng)出的Y2O3-ZrO2單晶光纖的光學(xué)特性可以看出生長(zhǎng)的Y2O3-ZrO2單晶光纖由于生長(zhǎng)過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力存在的很大的缺陷。于是本論文在LHPG法基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種制備氧化鋯單晶光纖的環(huán)形聚焦激光加熱拉制系統(tǒng)，建立科學(xué)、合理的光學(xué)系統(tǒng)，產(chǎn)生環(huán)形的激光束加熱ZrO2源棒，使之熔化，使熔晶區(qū)形成均勻、穩(wěn)定的熱源。待熔區(qū)穩(wěn)定后，將籽晶點(diǎn)入熔區(qū)（籽晶

3、可以用Pt絲或其它性質(zhì)相似的單晶光纖），步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)控制籽晶向上提拉時(shí)，晶纖隨之長(zhǎng)出。激光聚焦點(diǎn)位置保持不變，同時(shí)將源棒以一定的速度向上傳送。精確控制仔晶的提拉速度和ZrO2源棒的升速就可以控制拉制的氧化鋯單晶光纖的直徑大小，環(huán)形熱源加熱源棒就可以降低晶體內(nèi)部熱應(yīng)力的溫度梯度，進(jìn)而保證拉出的氧化鋯單晶光纖在化學(xué)性能、機(jī)械性能、透光率方面的良好特性。
　　經(jīng)過實(shí)驗(yàn)和綜合調(diào)試，利用環(huán)形聚焦激光加熱系統(tǒng)拉制出氧化鋯單晶光纖，各方面性