ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[1] Настоящее изобретение относится к области техники оптических волокон, в частности, к энергопередающему волокну и способу его получения, а также к волоконному лазеру.
Предпосылки изобретения
[2] Волоконный лазер относится к лазеру, который использует стекловолокно, легированное редкоземельными элементами, в качестве усиливающей среды. В последние годы высокомощные волоконные лазеры непрерывного действия получили широкое применение в областях резки металла и сварки. Выходной свет волоконного лазера выводится через энергопередающее волокно.
[3] В предшествующем уровне техники энергопередающее волокно содержит слой сердцевины и слой оболочки, расположенный вокруг слоя сердцевины, причем поперечное сечение слоя сердцевины имеет круглую форму, а поперечное сечение слоя оболочки имеет круглую кольцевую форму.
[4] Однако энергия светового пучка, выводимого энергопередающим волокном, демонстрирует распределение Гаусса, а волоконный лазер, использующий энергопередающее волокно, легко вызывает повреждение пластины, подлежащей резке.
Сущность изобретения
[5] В настоящем изобретении предложено энергопередающее волокно и способ его получения, и волоконный лазер, в котором световой пучок, выводимый энергопередающим волокном, обладает хорошей однородностью энергии, и при использовании волоконного лазера, содержащего энергопередающее волокно, для резки пластины, вызвать повреждение пластины непросто.
[6] В первом аспекте в настоящем изобретении предложено энергопередающее волокно, содержащее слой сердцевины и слой оболочки, в котором от центра энергопередающего волокна к внешней стенке энергопередающего волокна слой сердцевины содержит внутренний слой сердцевины, внутренний погружной слой и внешний слой сердцевины, которые нанесены последовательно, а слой оболочки нанесен на внешнюю стенку внешнего слоя сердцевины;
причем вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, поперечное сечение внутреннего слоя сердцевины имеет круглую форму, поперечное сечение внутреннего погружного слоя имеет круглую кольцевую форму, промежуточная стенка поперечного сечения внешнего слоя сердцевины имеет круглую кольцевую форму, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя сердцевины имеет прямоугольную кольцевую форму, внутренний слой сердцевины и внутренний погружной слой расположены концентрически, а внешний слой сердцевины центрально-симметричен вдоль центра внутреннего слоя сердцевины; и
по меньшей мере два из внутреннего слоя сердцевины, внутреннего погружного слоя и внешнего слоя сердцевины имеют разные показатели преломления.
[7] В одной возможной реализации в энергопередающем волокне, предусмотренном в настоящем изобретении, первая разница между показателем преломления внутреннего слоя сердцевины и показателем преломления внешнего слоя сердцевины не превышает 0,002, вторая разница между показателем преломления внутреннего погружного слоя и показателем преломления внешнего слоя сердцевины не превышает 0 - 0,003, а показатель преломления внутреннего погружного слоя не превышает показатель преломления внешнего слоя сердцевины.
[8] В одной возможной реализации в энергопередающем волокне, предусмотренном в настоящем изобретении, вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя сердцевины содержит множество прямых краев, соединенных последовательно от начала до конца, и по меньшей мере два смежных прямых края соединены дугообразным сегментом.
[9] В одной возможной реализации в энергопередающем волокне, предусмотренном в настоящем изобретении, слой оболочки содержит первый слой оболочки и второй слой оболочки, нанесенные на внешнюю стенку первого слоя оболочки, причем первый слой оболочки нанесен на внешнюю стенку внешнего слоя сердцевины, и разница между показателем преломления первого слоя оболочки и показателем преломления внешнего слоя сердцевины составляет от 0,003 до 0,012, а показатель преломления первого слоя оболочки меньше, чем показатель преломления внешнего слоя сердцевины;
разница между показателем преломления второго слоя оболочки и показателем преломления внешнего слоя сердцевины превышает 0,075, а показатель преломления второго слоя оболочки меньше, чем показатель преломления внешнего слоя сердцевины.
[10] В одной возможной реализации в энергопередающем волокне, предусмотренном в настоящем изобретении, внутренний слой сердцевины представляет собой слой диоксида кремния;
внешний слой сердцевины представляет собой слой диоксида кремния, а
внутренний погружной слой представляет собой слой диоксида кремния, легированный фтором.
[11] В одной возможной реализации в энергопередающем волокне, предусмотренном в настоящем изобретении, внутренний слой сердцевины представляет собой слой диоксида кремния, совместно легированный германием и фтором;
внешний слой сердцевины представляет собой слой диоксида кремния, а
внутренний погружной слой представляет собой слой диоксида кремния.
[12] В одной возможной реализации энергопередающее волокно, предусмотренное в настоящем изобретении, дополнительно содержит внешний слой покрытия, причем внешний слой покрытия нанесен на внешнюю стенку второго слоя оболочки;
первый слой оболочки представляет собой слой диоксида кремния, легированный фтором;
второй слой оболочки представляет собой слой акриловой смолы; а
внешний слой покрытия представляет собой слой акриловой смолы.
[13] В одной возможной реализации в энергопередающем волокне, предусмотренном в настоящем изобретении, диаметр внутреннего слоя сердцевины составляет от 6 мкм до 50 мкм;
диаметр внешней стенки внутреннего погружного слоя составляет от 7 мкм до 55 мкм;
вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя сердцевины имеет квадратную кольцевую форму, а расстояние между противоположными прямыми краями внешней стенки поперечного сечения внешнего слоя сердцевины составляет от 30 мкм до 600 мкм;
диаметр внешней стенки первого слоя оболочки составляет от 90 мкм до 1000 мкм;
диаметр внешней стенки первого слоя оболочки составляет от 170 мкм до 1200 мкм; и
диаметр внешней стенки внешнего слоя покрытия составляет от 250 мкм до 1400 мкм.
[14] В одной возможной реализации в энергопередающем волокне, предусмотренном в настоящем изобретении, дугообразный сегмент представляет собой сегмент дуги окружности, радиус сегмента дуги окружности составляет от 5 мкм до 15 мкм, а соотношение расстояния между противоположными прямыми краями внешней стенки поперечного сечения внешнего слоя сердцевины и радиуса сегмента дуги окружности составляет от 5 до 15.
[15] Во втором аспекте в настоящем изобретении предложен способ получения энергопередающего волокна, и способ используют для получения энергопередающего волокна, предложенного в первом аспекте, при этом способ получения энергопередающего волокна включает:
последовательное образование внутреннего погружного слоя и внутреннего слоя сердцевины на внутренней стенке основной трубки для образования первого предварительно изготовленного стержня, в котором внутренний погружной слой нанесен на внешнюю стенку внутреннего слоя сердцевины;
образование внешнего слоя сердцевины на внешней стенке первого предварительно изготовленного стержня;
шлифование внешней стенки поперечного сечения внешнего слоя сердцевины вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, с приданием ей прямоугольной кольцевой формы для образования второго предварительно изготовленного стержня; и
образование слоя оболочки на внешней стенке второго предварительно изготовленного стержня.
[16] В одной возможной реализации в способе получения энергопередающего волокна, предусмотренном в настоящем изобретении, образование слоя оболочки на внешней стенке второго предварительно изготовленного стержня включает:
осаждение слоя оболочки на внешнюю стенку второго предварительно изготовленного стержня способом плазменного осаждения снаружи.
[17] В одной возможной реализации в способе получения энергопередающего волокна, предусмотренном в настоящем изобретении, образование слоя оболочки на внешней стенке второго предварительно изготовленного стержня включает:
вставку второго предварительно изготовленного стержня во втулку, легированную фтором, и плавление и сокращение размеров второго предварительно изготовленного стержня и втулки, легированной фтором; и
шлифование поперечного сечения втулки, легированной фтором, вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, с приданием ей круглой кольцевой формы.
[18] В третьем аспекте в настоящем изобретении предложен волоконный лазер, содержащий корпус волоконного лазера и энергопередающее волокно, предусмотренное в первом аспекте и соединенное с корпусом волоконного лазера.
[19] Для энергопередающего волокна и способа его получения, и волоконного лазера, предусмотренного в настоящем изобретении, энергопередающее волокно снабжено слоем сердцевины и слоем оболочки, причем от центра энергопередающего волокна к внешней стенке энергопередающего волокна слой сердцевины содержит внутренний слой сердцевины, внутренний погружной слой и внешний слой сердцевины, которые предназначены для последовательного нанесения, а слой оболочки наносят на внешнюю стенку внешнего слоя сердцевины, и вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, поперечное сечение внутреннего слоя сердцевины имеет круглую форму, поперечное сечение внутреннего погружного слоя имеет круглую кольцевую форму, промежуточная стенка в поперечном сечении внешнего слоя сердцевины имеет круглую кольцевую форму, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя сердцевины имеет прямоугольную кольцевую форму, внутренний слой сердцевины и внутренний погружной слой расположены концентрически, а внешний слой сердцевины центрально-симметричен вдоль центра внутреннего слоя сердцевины, причем по меньшей мере два из внутреннего слоя сердцевины, внутреннего погружного слоя и внешнего слоя сердцевины имеют разные показатели преломления. Таким образом, круговая симметричная структура энергопередающего волокна может быть разрушена, и в то же время слой сердцевины имеет разные показатели преломления, так что внутренняя часть слоя сердцевины находится в хаотическом состоянии, и, таким образом, могут быть возбуждены моды более высокого порядка, а связь мод между модами высокого порядка становится сильнее, так что энергия в центре слоя сердцевины может быть рассеяна по периферии, тем самым преобразуя Гауссов пучок в пучок с плоской вершиной. Следовательно, световой пучок, выводимый энергопередающим волокном, обладает хорошей однородностью энергии, а при резке пластины она имеет небольшую зону воздействия тепла, выделяющегося при резке, и пластину нелегко повредить.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[20] Для более ясного описания технических решений в вариантах осуществления настоящего изобретения или в известном уровне техники ниже кратко описаны графические материалы, которые следует использовать для описания вариантов осуществления или известного уровня техники. Очевидно, что графические материалы в следующем описании представляют собой лишь некоторые варианты осуществления настоящего изобретения. Специалистами в данной области техники могут быть получены другие графические материалы в соответствии с этими графическими материалами без творческих усилий.
[21] На фиг. 1 представлен структурный схематический вид энергопередающего волокна, предусмотренного в варианте осуществления настоящего изобретения.
[22] На фиг. 2 представлена сравнительное схематическое изображение показателей преломления внутреннего слоя сердцевины, внутреннего погружного слоя, внешнего слоя сердцевины, первого слоя оболочки и второго слоя оболочки в энергопередающем волокне, предусмотренном в варианте осуществления настоящего изобретения.
[23] На фиг. 3 представлен структурный схематический вид слоя сердцевины в энергопередающем волокне, предусмотренного в варианте осуществления настоящего изобретения.
[24] На фиг. 4 представлена блок-схема способа получения энергопередающего волокна, предусмотренного в варианте осуществления настоящего изобретения.
[25] Описание ссылочных позиций: 100 - слой сердцевины; 110 - внутренний слой сердцевины; 120 - внутренний погружной слой; 130 - внешний слой сердцевины; 200 - слой оболочки; 210 - первый слой оболочки; 220 - второй слой оболочки; 300 - внешний слой покрытия.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[26] В описании настоящего изобретения, если не указано иное и не ограничено, термины «установка», «осуществление связи» и «соединение» следует понимать в широком смысле, например, это может быть стационарное соединение, опосредованное соединение через промежуточную среду, внутренняя связь между двумя элементами или взаимодействие между двумя элементами. Специалисты средней квалификации в данной области техники могут понимать конкретные значения приведенных выше в настоящем изобретении терминов в зависимости от конкретных ситуаций.
[27] В описании настоящего изобретения термины «вверх», «вниз», «передний», «задний», «перпендикулярный», «горизонтальный», «верхний», «нижний», «внутренний», «внешний» и т. д. указывают на отношение ориентации или положения, основанное на отношении ориентации или положения, показанном на графических материалах, и предназначены только для удобства описания настоящего изобретения и упрощения описания, а не для указания или намека на то, что упомянутые устройство или элемент должны иметь определенную ориентацию, быть сконструированы и эксплуатироваться в определенной ориентации, и, таким образом, они не могут быть поняты как ограничение настоящего изобретения.
[28] Термины «первый», «второй» и «третий» (если таковые имеются) в описании и формуле изобретения настоящего изобретения, а также на приведенных выше графических материалах используют для различения похожих объектов и не используют для описания определенного порядка или последовательности. Следует понимать, что используемые таким образом данные могут быть взаимозаменяемы при соответствующих обстоятельствах, так что варианты осуществления настоящего изобретения, описанные в настоящем документе, могут быть реализованы, например, в другом порядке, чем те, которые проиллюстрированы или описаны в настоящем документе.
[29] Более того, термины «включающий» и «имеющий» и любые их вариации предназначены для обозначения неисключительного включения. Например, процесс, способ, система, продукт или инструмент технического обслуживания, которые предусматривают ряд этапов или блоков, не обязательно ограничены теми, которые явно перечислены, но могут предусматривать другие этапы или блоки, которые явно не перечислены или свойственны процессу, способу, продукту или инструменту технического обслуживания.
[30] Чтобы сделать цели, технические решения и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения более ясными, ниже ясно и всесторонне описаны технические решения в вариантах осуществления настоящего изобретения со ссылкой на сопроводительные графические материалы вариантов осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что описанные варианты осуществления являются лишь некоторыми, а не всеми вариантами осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные специалистами средней квалификации в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения без каких-либо творческих усилий, будут подпадать под объем правовой охраны настоящего изобретения.
[31] В предшествующем уровне техники энергопередающее волокно содержит слой сердцевины и слой оболочки, расположенный вокруг слоя сердцевины, причем поперечное сечение слоя сердцевины имеет круглую форму, и поперечное сечение слоя оболочки имеет круглую форму. Однако энергия светового пучка, выводимого таким энергопередающим волокном, демонстрирует распределение Гаусса, и при резке материала Гауссов пучок с высокой концентрацией энергии может повредить пластину, подлежащую резке, что приводит к расширению зоны воздействия тепла, выделяющегося при резке, и, таким образом, вызывает повреждение разбрызгиванием остатков металла выходной линзы лазера. По этой причине высокомощные лазеры используют разные способы для осуществления формирования пучка на лазерном пучке, возбуждаемом активным волокном, так что лазер, выводимый через энергопередающее волокно, преобразуется из исходного Гауссова пучка в световой пучок с плоской вершиной, тем самым улучшая качество резки высокомощными лазерами.
[32] Чтобы решить вышеупомянутую техническую проблему, настоящее изобретение улучшает слой сердцевины энергопередающего волокна, и, в частности, слой сердцевины расположен в виде внутреннего слоя сердцевины, внутреннего погружного слоя и внешнего слоя сердцевины, которые предназначены для последовательного нанесения, где вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, промежуточная стенка поперечного сечения внешнего слоя сердцевины имеет кольцевую форму, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя сердцевины имеет прямоугольную форму, и по меньшей мере два из внутреннего слоя сердцевины, внутреннего погружного слоя и внешнего слоя сердцевины имеют разные показатели преломления. Таким образом, круговая симметричная структура энергопередающего волокна может быть разрушена, и в то же время слой сердцевины имеет разные показатели преломления, так что внутренняя часть слоя сердцевины находится в хаотическом состоянии, и, таким образом, могут быть возбуждены моды более высокого порядка, а связь мод между модами высокого порядка становится сильнее, так что энергия в центре слоя сердцевины может быть рассеяна по периферии, тем самым преобразуя Гауссов пучок в пучок с плоской вершиной. Следовательно, световой пучок, выводимый энергопередающим волокном, обладает хорошей однородностью энергии, а при резке пластины она имеет небольшую зону воздействия тепла, выделяющегося при резке, и пластину нелегко повредить.
[33] На фиг. 1 представлен структурный схематический вид энергопередающего волокна, предусмотренного в варианте осуществления настоящего изобретения, на фиг. 2 представлена сравнительное схематическое изображение показателей преломления внутреннего слоя сердцевины, внутреннего погружного слоя, внешнего слоя сердцевины, первого слоя оболочки и второго слоя оболочки в энергопередающем волокне, предусмотренном в варианте осуществления настоящего изобретения.
[34] Как показано на фиг. 1 и фиг. 2, энергопередающее волокно, предусмотренное в настоящем изобретении, содержит слой 100 сердцевины и слой 200 оболочки, где от центра энергопередающего волокна 500 к внешней стенке энергопередающего волокна 500 слой 100 сердцевины содержит внутренний слой 110 сердцевины, внутренний погружной слой 120 и внешний слой 130 сердцевины, которые предназначены для последовательного нанесения, а слой 200 оболочки нанесен на внешнюю стенку внешнего слоя 130 сердцевины.
[35] Вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна 500, поперечное сечение внутреннего слоя 110 сердцевины имеет круглую форму, поперечное сечение внутреннего погружного слоя 120 имеет круглую кольцевую форму, промежуточная стенка поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины имеет круглую кольцевую форму, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины имеет прямоугольную кольцевую форму, внутренний слой 110 сердцевины и внутренний погружной слой 120 расположены концентрически, а внешний слой 130 сердцевины центрально-симметричен вдоль центра внутреннего слоя сердцевины. По меньшей мере два из внутреннего слоя 110 сердцевины, внутреннего погружного слоя 120 и внешнего слоя 130 сердцевины имеют разные показатели преломления.
[36] Следует отметить, что, как показано на фиг. 2, n0 - это показатель преломления внешнего слоя 130 сердцевины, а значение n0 равно показателю преломления кварцевого стекла из диоксида кремния, n1 - это показатель преломления внутреннего слоя 110 сердцевины, n2 - это показатель преломления внутреннего погружного слоя 120, n4 - это показатель преломления первого слоя оболочки, а n5 - это показатель преломления второго слоя оболочки.
[37] Когда поперечное сечение внешнего слоя 130 сердцевины имеет прямоугольную кольцевую форму, он может достичь хорошего эффекта однородности в отношении Гауссова пучка и обладает отличной способностью обеспечения однородности световых пятен по сравнению с круглой кольцевой формой. Более того, разные показатели преломления по меньшей мере двух из внутреннего слоя 110 сердцевины, внутреннего погружного слоя 120 и внешнего слоя 130 сердцевины также позволяют достичь лучшего эффекта однородности.
[38] Поскольку внутренний слой сердцевины и внутренний погружной слой расположены концентрически, а внешний слой сердцевины центрально-симметричен вдоль центра внутреннего слоя сердцевины, по сравнению с обычным прямоугольным расположением слоя сердцевины, внутренний слой 110 сердцевины или внутренний погружной слой 120 энергопередающего волокна, предусмотренного в настоящем варианте осуществления, можно использовать в качестве ориентира для сплавного сращивания волокон, так что энергопередающее волокно и пассивное волокно имеют более высокую соосность при сплавном сращивании.
[39] Следует отметить, что при сравнении с точки зрения эффекта однородности энергии: показатель преломления энергопередающего волокна в соответствующей технологии ниже, чем у энергопередающего волокна, у которого показатель преломления внутреннего слоя 110 сердцевины выше, чем показатель преломления внешнего слоя 130 сердцевины в настоящем варианте осуществления, что ниже, чем у энергопередающего волокна, у которого показатель преломления внутреннего слоя 110 сердцевины равен показателю преломления внешнего слоя 130 сердцевины в настоящем варианте осуществления, что ниже, чем у энергопередающего волокна, у которого показатель преломления внутреннего слоя 110 сердцевины ниже, чем показатель преломления внешнего слоя 130 сердцевины в настоящем варианте осуществления. То есть, когда показатель преломления внутреннего слоя 110 сердцевины ниже, чем показатель преломления внешнего слоя 130 сердцевины, энергопередающее волокно, предусмотренное в настоящем варианте осуществления, обладает наилучшим эффектом однородности энергии.
[40] При сравнении с точки зрения режущей способности энергопередающего волокна: энергопередающее волокно, у которого показатель преломления внутреннего слоя 110 сердцевины больше, чем показатель преломления внешнего слоя 130 сердцевины в настоящем варианте осуществления, лучше, чем энергопередающее волокно, у которого показатель преломления внутреннего слоя 110 сердцевины равен показателю преломления внешнего слоя 130 сердцевины в настоящем варианте осуществления, которое лучше, чем энергопередающее волокно, у которого показатель преломления внутреннего слоя 110 сердцевины ниже, чем показатель преломления внешнего слоя 130 сердцевины в настоящем варианте осуществления. То есть, когда показатель преломления внутреннего слоя 110 сердцевины больше, чем показатель преломления внешнего слоя 130 сердцевины, энергопередающее волокно, предусмотренное в настоящем варианте осуществления, обладает наилучшей режущей способностью.
[41] Кроме того, по сравнению с обычным прямоугольным слоем сердцевины, энергопередающее волокно, разработанное в соответствии с настоящим изобретением, имеет меньший размер поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины, что может улучшить плотность энергии конечного лазера и повысить качество лазерной резки.
[42] Можно понять, что, когда внутренний погружной слой 120 и внешний слой 130 сердцевины имеют одинаковый показатель преломления, внутренний погружной слой 120 и внешний слой 130 сердцевины могут быть предоставлены в виде одного слоя или двух слоев. То есть слой 100 сердцевины может содержать только внутренний слой 110 сердцевины и внешний слой 130 сердцевины.
[43] Поскольку показатель преломления слоя 100 сердцевины больше, чем показатель преломления слоя 200 оболочки, слой 200 оболочки может удерживать свет внутри слоя 100 сердцевины, так что световой пучок передается внутри слоя 100 сердцевины.
[44] Энергопередающее волокно, предусмотренное в настоящем варианте осуществления, предусматривает расположение слоя 100 сердцевины и слоя 200 оболочки, причем от центра энергопередающего волокна 500 к внешней стенке энергопередающего волокна 500 слой 100 сердцевины содержит внутренний слой 110 сердцевины, внутренний погружной слой 120 и внешний слой 130 сердцевины, которые предназначены для последовательного нанесения, а слой 200 оболочки нанесен на внешнюю стенку внешнего слоя 130 сердцевины, и вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна 500, поперечное сечение внутреннего слоя 110 сердцевины имеет круглую форму, поперечное сечение внутреннего погружного слоя 120 имеет круглую кольцевую форму, промежуточная стенка поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины имеет круглую кольцевую форму, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины имеет прямоугольную кольцевую форму, внутренний слой 110 сердцевины и внутренний погружной слой 120 расположены концентрически, причем внешний слой 130 сердцевины центрально-симметричен вдоль центра внутреннего слоя сердцевины, а по меньшей мере два из внутреннего слоя 110 сердцевины, внутреннего погружного слоя 120 и внешнего слоя 130 сердцевины имеют разные показатели преломления. Таким образом, круговая симметричная структура энергопередающего волокна может быть разрушена, и в то же время слой сердцевины имеет разные показатели преломления, и, таким образом, внутренняя часть слоя сердцевины находится в хаотическом состоянии, так что могут быть возбуждены моды более высокого порядка, и присутствует более сильная связь мод между модами высокого порядка, и, таким образом, энергия в центре слоя сердцевины может быть рассеяна по периферии, тем самым преобразуя Гауссов пучок в пучок с плоской вершиной. Следовательно, световой пучок, выводимый энергопередающим волокном, обладает хорошей однородностью энергии, а при резке пластины она имеет небольшую зону воздействия тепла, выделяющегося при резке, и пластину нелегко повредить.
[45] В одной возможной реализации первая разница между показателем преломления внутреннего слоя 110 сердцевины и показателем преломления внешнего слоя 130 сердцевины не превышает 0,002, вторая разница между показателем преломления внутреннего погружного слоя 120 и показателем преломления внешнего слоя 130 сердцевины не превышает 0,003, а показатель преломления внутреннего погружного слоя 120 не превышает показатель преломления внешнего слоя 130 сердцевины. Таким образом, может быть улучшен эффект однородности, позволяющий рассеивать световой пучок и передавать его между внутренним слоем 110 сердцевины, внутренним погружным слоем 120 и внешним слоем 130 сердцевины.
[46] При этом первая разница равна |n1 - n0|, а вторая разница равна |n2 - n0|.
[47] В частности, значение n1 - n0 равно от -0,002 до 0,001, значение n2 - n0 равно от -0,003 до 0.
[48] К примеру, первая разница равна 0, а вторая равна 0,001, или первая разница равна 0,001, а вторая разница равна 0,002.
[49] Чтобы облегчить обработку и упростить сложность обработки, вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна 500, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины содержит множество прямых краев, соединенных последовательно от начала до конца, и по меньшей мере два смежных прямых края соединены дугообразным сегментом.
[50] В некоторых вариантах осуществления слой 200 оболочки содержит первый слой 210 оболочки и второй слой 220 оболочки, нанесенный на внешнюю стенку первого слоя 210 оболочки, причем первый слой 210 оболочки нанесен на внешнюю стенку внешнего слоя 130 сердцевины, и разница |n4 - n0| между показателем преломления первого слоя 210 оболочки и показателем преломления внешнего слоя 130 сердцевины составляет от 0,003 до 0,012, а показатель преломления первого слоя 210 оболочки ниже, чем показатель преломления внешнего слоя 130 сердцевины. Таким образом, разница между показателем преломления первого слоя 210 оболочки и показателем преломления внешнего слоя 130 сердцевины невелика, что позволяет эффективно избежать явления сгорания волокна, вызванного утечкой во время вывода светового пучка.
[51] К примеру, разница между показателем преломления первого слоя 210 оболочки и показателем преломления внешнего слоя 130 сердцевины составляет 0,01 или 0,006.
[52] Разница |n5 - n0| между показателем преломления второго слоя 220 оболочки и показателем преломления внешнего слоя 130 сердцевины превышает 0,075, а показатель преломления второго слоя 220 оболочки ниже, чем показатель преломления внешнего слоя 130 сердцевины.
[53] Разница между показателем преломления второго слоя 220 оболочки и показателем преломления внешнего слоя 130 сердцевины может составлять 0,01 или 0,02.
[54] В одной возможной реализации внутренний слой 110 сердцевины представляет собой слой диоксида кремния, внешний слой 130 сердцевины представляет собой слой диоксида кремния, а внутренний погружной слой 120 представляет собой слой диоксида кремния, легированный фтором.
[55] В другой возможной реализации внутренний слой 110 сердцевины представляет собой слой диоксида кремния, совместно легированный германием и фтором, внешний слой 130 сердцевины представляет собой слой диоксида кремния, а внутренний погружной слой 120 представляет собой слой диоксида кремния.
[56] В некоторых вариантах осуществления энергопередающее волокно также содержит внешний слой 300 покрытия, который нанесен на внешнюю стенку второго слоя 220 оболочки.
[57] Внешний слой 300 покрытия не только имеет функцию поддержания прочности энергопередающего волокна, предотвращая потерю на микроизгибах энергопередающего волокна и защищая энергопередающее волокно от влаги, но также уменьшает механическое повреждение энергопередающего волокна.
[58] В частности, первый слой 210 оболочки представляет собой слой диоксида кремния, легированный фтором, второй слой 220 оболочки представляет собой слой акриловой смолы, и внешний слой 300 покрытия представляет собой слой акриловой смолы.
[59] Следует отметить, что показатель преломления покрытия из акриловой смолы для второго слоя 220 оболочки ниже, чем показатель преломления покрытия из акриловой смолы для внешнего слоя 300 покрытия.
[60] Можно понять, что вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины может иметь квадратную кольцевую или прямоугольную кольцевую форму. Для простоты описания внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины, имеющая квадратную кольцевую форму (квадратную форму с дуговыми углами), будет описана ниже.
[61] На фиг. 3 представлен структурный схематический вид слоя сердцевины в энергопередающем волокне, предусмотренного в варианте осуществления настоящего изобретения.
[62] Как показано на фиг. 3, в одной возможной реализации диаметр a1 внутреннего слоя 110 сердцевины составляет от 6 мкм до 50 мкм.
[63] Диаметр a2 внешней стенки внутреннего погружного слоя составляет от 7 мкм до 55 мкм.
[64] Вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна 500, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины имеет квадратную кольцевую форму, а расстояние a3 между противоположными прямыми краями внешней стенки поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины составляет от 30 мкм до 600 мкм.
[65] Диаметр внешней стенки первого слоя 210 оболочки составляет от 90 мкм до 1000 мкм;
[66] Диаметр внешней стенки второго слоя 220 оболочки составляет от 170 мкм до 1200 мкм;
[67] Диаметр внешней стенки внешнего слоя 300 покрытия составляет от 250 мкм до 1400 мкм.
[68] В одной возможной реализации дугообразный сегмент представляет собой сегмент дуги окружности, радиус r3 сегмента дуги окружности составляет от 5 мкм до 15 мкм, а соотношение расстояния a3 между противоположными прямыми краями внешней стенки поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины и радиуса r3 сегмента дуги окружности составляет от 5 до 15.
[69] На фиг. 4 представлена блок-схема способа получения энергопередающего волокна, предусмотренного в варианте осуществления настоящего изобретения.
[70] В настоящем изобретении также предложен способ получения энергопередающего волокна для получения энергопередающего волокна, предусмотренного в вышеуказанных вариантах осуществления. Способ получения энергопередающего волокна включает указанные ниже этапы.
[71] S101. Последовательное образование внутреннего погружного слоя 120 и внутреннего слоя 110 сердцевины на внутренней стенке основной трубки для образования первого предварительно изготовленного стержня, в котором внутренний погружной слой 120 нанесен на внешнюю стенку внутреннего слоя 110 сердцевины.
[72] В частности, внутренний погружной слой 120 и внутренний слой 110 сердцевины могут быть получены с использованием модифицированного способа химического осаждения из паровой фазы (MCVD).
[73] S102. Образование внешнего слоя 130 сердцевины на внешней стенке первого предварительно изготовленного стержня.
[74] В частности, внешний слой 130 сердцевины может быть получен с использованием способа внешнего осаждения из паровой фазы (OVD) или осевого осаждения из паровой фазы (VAD).
[75] S103. Шлифование внешней стенки поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна 500, с приданием ей прямоугольной кольцевой формы для образования второго предварительно изготовленного стержня.
[76] Можно понять, что за счет шлифования внешней стенке поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины придают прямоугольную кольцевую форму, которая удобна для обработки и обладает высокой точностью.
[77] S104. Образование слоя 200 оболочки на внешней стенке второго предварительно изготовленного стержня.
[78] Наконец, предварительно изготовленный стержень преобразуется посредством волочения в проволоку требуемого размера, а затем на него последовательно наносят покрытие из акриловой смолы с низким показателем преломления и покрытие из акриловой смолы с высоким показателем преломления.
[79] Где температура волочения составляет от 1700 до 2200°С, скорость волочения составляет от 3 до 30 м/мин, а натяжение волочения составляет от 0,5 до 2 Н.
[80] В одной возможной реализации образование слоя 200 оболочки на внешней стенке внешнего слоя 130 сердцевины включает:
осаждение слоя 200 оболочки на внешнюю стенку внешнего слоя 130 сердцевины с использованием способа плазменного осаждения снаружи.
[81] В частности, слой, легированный фтором, который соответствует требованиям по размеру, получают способом плазменного осаждения снаружи (POD) для образования слоя 200 оболочки.
[82] В одной возможной реализации образование слоя 200 оболочки на внешней стенке внешнего слоя 130 сердцевины включает:
вставку прямоугольного предварительно изготовленного стержня, в котором поперечное сечение внешнего слоя 130 сердцевины отшлифовано до получения прямоугольника, во втулку, легированную фтором, а затем плавление предварительно изготовленного стержня и втулки, легированной фтором, и сокращение их размеров.
[83] Поперечное сечение втулки, легированной фтором, вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна 500, шлифуют придавая ему круглую кольцевую форму.
[84] В частности, втулку, легированную фтором, получают с использованием процесса плазмохимического осаждения из паровой фазы (PCVD), осаждая слой, легированный фтором, на внутреннюю поверхность трубки на основе диоксида кремния.
[85] Следует отметить, что после плавления и сокращения размера слой диоксида кремния на поверхности предварительно изготовленного стержня необходимо тщательно отшлифовать.
[86] Для простоты понимания ниже будет подробно описан процесс получения и рабочие параметры энергопередающего волокна с квадратной сердцевиной.
[87] Пример 1
[88] Этап 1: основную трубку устанавливают на токарном станке MCVD и SiCl4 (тетрахлорсилан) и SF6 (гексафторид серы) осаждают внутри основной трубки для получения внутреннего погружного слоя 120. На основе осаждения внутреннего погружного слоя 120 дополнительно осаждают SiCl4, GeCl4 (тетрахлорид германия) и SF6 для получения внутреннего слоя 110 сердцевины, тем самым образуя первый предварительно изготовленный стержень.
[89] Где скорость осаждения SiCl4 составляет 0,8 г/мин, а скорость потока SF6 составляет 50 куб. см/мин. Первый предварительно изготовленный стержень, содержащий внутренний слой 110 сердцевины и внутренний погружной слой 120, получают путем плавления и сокращения размеров основной трубки.
[90] Этап 2: первый предварительно изготовленный стержень устанавливают на токарном станке VAD, газ SiCl4 вводят через паяльную лампу, а на внешнюю стенку первого предварительно изготовленного стержня осаждают сыпучее тело из диоксида кремния (порошок диоксида кремния), при этом сыпучее тело имеет толщину осаждения 40 мм и скорость осаждения 10 г/мин, и после завершения осаждения сыпучего тела первый предварительно изготовленный стержень с прикрепленным белым сыпучим телом помещают в печь для спекания для дегазации и спекания и, наконец, удлиняют на токарном станке до диаметра 15 мм, чтобы образовать внешний слой 130 сердцевины на внешней стенке первого предварительно изготовленного стержня.
[91] Этап 3: внешнюю стенку поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна 500, шлифуют до квадратной кольцевой формы для образования второго предварительно изготовленного стержня.
[92] Где расстояние между противоположными прямыми краями внешней стенки поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины составляет 9 мм, а радиус сегмента дуги окружности между противоположными прямыми краями внешнего слоя сердцевины составляет 0,9 мм.
[93] Где после шлифования и придания формы второй предварительно изготовленный стержень подвергают обработке в виде промывки кислотой, промывки щелочью и промывки водой.
[94] Этап 4: слой SiO2 (диоксида кремния), легированный фтором, осаждают на внешнюю стенку второго предварительно изготовленного стержня с помощью POD. Где скорость потока SiCl4 составляет 10 г/мин, скорость потока SF6 составляет 50 мл/мин. Затем второй предварительно изготовленный стержень спекают для образования твердого третьего предварительно изготовленного стержня, конечный третий предварительно изготовленный стержень имеет прямоугольную форму с расстоянием 26 мм между противоположными прямыми краями внешней стенки поперечного сечения третьего предварительно изготовленного стержня. Третий предварительно изготовленный стержень шлифуют до круглой формы с диаметром 22,6 мм для образования первого слоя 210 оболочки.
[95] Этап 5: третий предварительно изготовленный стержень соединяют с концевой рукояткой и подвергают обработке в виде волочения проволоки.
[96] Где третий предварительно изготовленный стержень подвергают обработке в виде промывки кислотой, промывки щелочью и промывки водой перед обработкой в виде волочения проволоки. При выполнении обработки в виде волочения проволоки температуру волочения проволоки регулируют на 1950°C, скорость волочения проволоки на 20 м/мин, а натяжение волочения проволоки на 1,2 Н.
[97] После обработки в виде волочения проволоки последовательно наносят покрытие из акриловой смолы с низким показателем преломления и внешний слой 300 покрытия, где показатель преломления покрытия из акриловой смолы с низким показателем преломления составляет 1,37.
[98] Показатели энергопередающего волокна, полученного в приведенном выше примере, показаны в таблице 1.
[99] Таблица 1: Показатели энергопередающего волокна, полученного в примере 1
[100] Пример 2
[101] Этап 1: основную трубку устанавливают на токарном станке MCVD, и SiCl4 и SF6 осаждают внутри основной трубки для получения внутреннего погружного слоя 120. На основе осаждения внутреннего погружного слоя дополнительно осаждают SiCl4, GeCl4, и SF для получения внутреннего слоя 110 сердцевины, тем самым образуя первый предварительно изготовленный стержень.
[102] Где скорость осаждения SiCl4 составляет 1,5 г/мин, а скорость потока SF6 составляет 20 куб. см/мин. Первый предварительно изготовленный стержень, содержащий внутренний слой 110 сердцевины и внутренний погружной слой, получают путем плавления и сокращения размеров основной трубки.
[103] Этап 2: первый предварительно изготовленный стержень устанавливают на токарном станке VAD, газ SiCl4 вводят через паяльную лампу, а на поверхность первого предварительно изготовленного стержня осаждают сыпучее тело из диоксида кремния, при этом толщину осаждения сыпучего тела регулируют на 45 мм и скорость его осаждения регулируют на 15 г/мин, и после завершения осаждения сыпучего тела первый предварительно изготовленный стержень с прикрепленным белым сыпучим телом помещают в печь для спекания для дегазации и спекания, и, наконец, прозрачный предварительно изготовленный стержень удлиняют на токарном станке до диаметра 12 мм, чтобы образовать внешний слой 130 сердцевины на внешней стенке первого предварительно изготовленного стержня.
[104] Этап 3: внешнюю стенку поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины шлифуют до квадратной кольцевой формы, чтобы образовать второй предварительно изготовленный стержень.
[105] Где расстояние между противоположными прямыми краями внешней стенки поперечного сечения квадратной кольцевой формы составляет 8 мм, а радиус сегмента дуги окружности между противоположными прямыми краями внешнего слоя сердцевины составляет 0,5 мм.
[106] Где после шлифования и придания формы второй предварительно изготовленный стержень подвергают обработке в виде промывки кислотой, промывки щелочью и промывки водой.
[107] Этап 4: второй предварительно изготовленный стержень и полученную втулку, легированную фтором, подвергают плавлению и сокращению размеров с образованием третьего предварительно изготовленного стержня.
[108] Где перед плавлением и сокращением размера втулка, легированная фтором, должна быть подвергнута обработке в виде промывки кислотой, промывки щелочью и промывки водой соответственно. Скорость потока плавления и сокращения размеров составляет 100 ст. л/мин, а скорость 5 мм/мин, и после плавления и сокращения размеров третий предварительно изготовленный стержень шлифуют до круглой формы с внешним диаметром 25,2 мм для образования первого слоя 210 оболочки.
[109] Этап 5: третий предварительно изготовленный стержень соединяют с концевой рукояткой, чтобы подвергнуть обработке в виде волочения проволоки.
[110] Где третий предварительно изготовленный стержень подвергают обработке в виде промывки кислотой, промывки щелочью и промывки водой соответственно перед обработкой в виде волочения проволоки.
[111] Где температура волочения проволоки составляет 2050°C, скорость волочения проволоки составляет 30 м/мин, а натяжение волочения проволоки составляет 1,5 Н.
[112] После обработки в виде волочения проволоки последовательно наносят покрытие из акриловой смолы с низким показателем преломления и внешний слой 300 покрытия, где показатель преломления покрытия из акриловой смолы с низким показателем преломления составляет 1,37.
[113] Показатели энергопередающего волокна, полученного в приведенном выше примере, показаны в таблице 2.
[114] Таблица 2: Показатели энергопередающего волокна, полученного в примере 2
[115] Пример 3
[116] Этап 1: основную трубку устанавливают на токарном станке MCVD, и SiCl4 и SF6 осаждают внутри основной трубки для получения внутреннего погружного слоя 120. На основе осаждения внутреннего погружного слоя 120 дополнительно осаждают SiCl4, GeCl4, и SF6 для получения внутреннего слоя 110 сердцевины, тем самым образуя первый предварительно изготовленный стержень.
[117] Где скорость осаждения SiCl4 составляет 2,5 г/мин, а скорость потока SF6 составляет 100 куб. см/мин. Первый предварительно изготовленный стержень, содержащий внутренний слой 110 сердцевины и внутренний погружной слой, получают путем плавления и сокращения размеров основной трубки.
[118] Этап 2: первый предварительно изготовленный стержень устанавливают на токарном станке VAD, газ SiCl4 вводят через паяльную лампу, а на поверхность первого предварительно изготовленного стержня осаждают сыпучее тело из диоксида кремния, при этом толщина осаждения сыпучего тела составляет 55 мм, и скорость его осаждения составляет 18 г/мин, и после завершения осаждения сыпучего тела первый предварительно изготовленный стержень с прикрепленным белым сыпучим телом помещают в печь для спекания для дегазации и спекания, и, наконец, прозрачный предварительно изготовленный стержень удлиняют на токарном станке до диаметра 18 мм, чтобы образовать внешний слой 130 сердцевины на внешней стенке первого предварительно изготовленного стержня.
[119] Этап 3: внешнюю стенку поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины шлифуют до квадратной кольцевой формы, чтобы образовать второй предварительно изготовленный стержень.
[120] Где расстояние между противоположными прямыми краями внешней стенки поперечного сечения внешнего слоя 130 сердцевины составляет 12 мм, а радиус сегмента дуги окружности между противоположными прямыми краями внешнего слоя сердцевины составляет 0,6 мм.
[121] Где после шлифования и придания формы второй предварительно изготовленный стержень подвергают обработке в виде промывки кислотой, промывки щелочью и промывки водой.
[122] Этап 4: второй предварительно изготовленный стержень и полученную втулку, легированную фтором, подвергают плавлению и сокращению размеров с образованием третьего предварительно изготовленного стержня.
[123] Где перед плавлением и сокращением размера втулка, легированная фтором, должна быть подвергнута обработке в виде промывки кислотой, промывки щелочью и промывки водой соответственно.
[124] Скорость потока плавления и сокращения размеров составляет 125 ст. л/мин, а скорость 18 мм/мин, и после плавления и сокращения размеров третий предварительно изготовленный стержень шлифуют до круглой формы с внешним диаметром 18,2 мм для образования первого слоя 210 оболочки.
[125] Этап 5: третий предварительно изготовленный стержень соединяют с концевой рукояткой, чтобы подвергнуть обработке в виде волочения проволоки.
[126] Где третий предварительно изготовленный стержень подвергают обработке в виде промывки кислотой, промывки щелочью и промывки водой соответственно перед обработкой в виде волочения проволоки.
[127] Где температура волочения проволоки составляет 2020°C, скорость волочения проволоки составляет 25 м/мин, а натяжение волочения проволоки составляет 2 Н.
[128] После обработки в виде волочения проволоки последовательно наносят покрытие из акриловой смолы с низким показателем преломления и внешний слой 300 покрытия, где показатель преломления покрытия из акриловой смолы с низким показателем преломления составляет 1,375.
[129] Показатели энергопередающего волокна, полученного в приведенном выше примере, показаны в таблице 3.
[130] Таблица 3: Показатели законченного энергопередающего волокна, полученного в примере 3
[131] В настоящем изобретении также предложен волоконный лазер, содержащий корпус волоконного лазера и энергопередающее волокно 500, предусмотренное в вышеуказанных вариантах осуществления и соединенное с корпусом волоконного лазера.
[132] Где структура и принцип энергопередающего волокна 500 были подробно объяснены в вышеуказанных вариантах осуществления и не будут повторяться в настоящем варианте осуществления.
[133] Наконец, следует отметить, что вышеупомянутые варианты осуществления предназначены только для описания технических решений настоящего изобретения, но не для ограничения настоящего изобретения. Хотя настоящее изобретение подробно описано со ссылкой на вышеупомянутые варианты осуществления, специалисты средней квалификации в данной области техники должны понять, что они все еще могут вносить модификации в технические решения, описанные в вышеупомянутых вариантах осуществления, или производить эквивалентные замены некоторых или все технических признаков в них, и эти модификации или замены не обеспечивают отклонение сущности соответствующих технических решений от объема технических решений вариантов осуществления настоящего изобретения.
В настоящем изобретении предложены энергопередающее волокно и способ его получения, и волоконный лазер. Энергопередающее волокно содержит слои сердцевины и оболочки, причем от центра энергопередающего волокна к внешней стенке энергопередающего волокна слой сердцевины содержит внутренний слой, внутренний погружной слой и внешний слой, которые нанесены последовательно, а слой оболочки нанесен на внешнюю стенку внешнего слоя сердцевины; при этом вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, поперечное сечение внутреннего слоя сердцевины имеет круглую форму, поперечное сечение внутреннего погружного слоя имеет кольцевую форму, поперечное сечение промежуточной стенки внешнего слоя сердцевины имеет круглую форму, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя сердцевины имеет прямоугольную форму, внутренний слой сердцевины и внутренний погружной слой расположены концентрически, а внешний слой сердцевины центрально-симметричен вдоль центра внутреннего слоя сердцевины, причем по меньшей мере два из внутреннего слоя сердцевины, внутреннего погружного слоя и внешнего слоя сердцевины имеют разные показатели преломления. Технический результат – улучшение однородности энергии светового пучка. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 табл.
1. Энергопередающее волокно, содержащее слой (100) сердцевины и слой (200) оболочки, при этом от центра энергопередающего волокна к внешней стенке энергопередающего волокна слой (100) сердцевины содержит внутренний слой (110) сердцевины, внутренний погружной слой (120) и внешний слой (130) сердцевины, которые нанесены последовательно, и слой (200) оболочки нанесен на внешнюю стенку внешнего слоя (130) сердцевины;
причем вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, поперечное сечение внутреннего слоя (110) сердцевины имеет круглую форму, поперечное сечение внутреннего погружного слоя (120) имеет круглую кольцевую форму, промежуточная стенка поперечного сечения внешнего слоя (130) сердцевины имеет круглую кольцевую форму, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя (130) сердцевины имеет прямоугольную кольцевую форму, внутренний слой (110) сердцевины и внутренний погружной слой (120) расположены концентрически, а внешний слой (130) сердцевины центрально-симметричен вдоль центра внутреннего слоя (110) сердцевины; и
по меньшей мере два из внутреннего слоя (110) сердцевины, внутреннего погружного слоя (120) и внешнего слоя (130) сердцевины имеют разные показатели преломления;
при этом первая разница между показателем преломления внутреннего слоя (110) сердцевины и показателем преломления внешнего слоя (130) сердцевины не превышает 0,002, вторая разница между показателем преломления внутреннего погружного слоя (120) и показателем преломления внешнего слоя (130) сердцевины не превышает 0,003, а показатель преломления внутреннего погружного слоя (120) не превышает показатель преломления внешнего слоя (130) сердцевины.
2. Энергопередающее волокно по п. 1, отличающееся тем, что вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя (130) сердцевины содержит множество прямых краев, соединенных последовательно от начала до конца, и по меньшей мере два смежных прямых края соединены дугообразным сегментом.
3. Энергопередающее волокно по п. 1 или 2, отличающееся тем, что слой (200) оболочки содержит первый слой (210) оболочки и второй слой (220) оболочки, нанесенный на внешнюю стенку первого слоя (210) оболочки, причем первый слой (210) оболочки нанесен на внешнюю стенку внешнего слоя (130) сердцевины, при этом разница между показателем преломления первого слоя (210) оболочки и показателем преломления внешнего слоя (130) сердцевины составляет от 0,003 до 0,012, а показатель преломления первого слоя (210) оболочки меньше, чем показатель преломления внешнего слоя (130) сердцевины; и
разница между показателем преломления второго слоя (220) оболочки и показателем преломления внешнего слоя (130) сердцевины превышает 0,075, а показатель преломления второго слоя (220) оболочки меньше, чем показатель преломления внешнего слоя (130) сердцевины.
4. Энергопередающее волокно по п. 1 или 2, отличающееся тем, что внутренний слой (110) сердцевины представляет собой слой диоксида кремния;
внешний слой (130) сердцевины представляет собой слой диоксида кремния, а
внутренний погружной слой (120) представляет собой слой диоксида кремния, легированный фтором.
5. Энергопередающее волокно по п. 1 или 2, отличающееся тем, что внутренний слой (110) сердцевины представляет собой слой диоксида кремния, совместно легированный германием и фтором;
внешний слой (130) сердцевины представляет собой слой диоксида кремния, а
внутренний погружной слой (120) представляет собой слой диоксида кремния.
6. Энергопередающее волокно по п. 3, отличающееся тем, что дополнительно содержит внешний слой (300) покрытия, причем внешний слой (300) покрытия нанесен на внешнюю стенку второго слоя (220) оболочки;
первый слой (210) оболочки представляет собой слой диоксида кремния, легированный фтором;
второй слой (220) оболочки представляет собой слой акриловой смолы; а
внешний слой (300) покрытия представляет собой слой акриловой смолы.
7. Энергопередающее волокно по п. 6, отличающееся тем, что диаметр внутреннего слоя (110) сердцевины составляет от 6 мкм до 50 мкм;
диаметр внешней стенки внутреннего погружного слоя (120) составляет от 7 мкм до 55 мкм;
вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, внешняя стенка поперечного сечения внешнего слоя (130) сердцевины имеет квадратную кольцевую форму, а расстояние между противоположными прямыми краями внешней стенки поперечного сечения внешнего слоя (130) сердцевины составляет от 30 мкм до 600 мкм;
диаметр внешней стенки первого слоя (210) оболочки составляет от 90 мкм до 1000 мкм;
диаметр внешней стенки первого слоя (220) оболочки составляет от 170 мкм до 1200 мкм; и
диаметр внешней стенки внешнего слоя (300) покрытия составляет от 250 мкм до 1400 мкм.
8. Энергопередающее волокно по п. 2, отличающееся тем, что дугообразный сегмент представляет собой сегмент дуги окружности, при этом радиус сегмента дуги окружности составляет от 5 мкм до 15 мкм, а соотношение расстояния между противоположными прямыми краями внешней стенки поперечного сечения внешнего слоя (130) сердцевины и радиуса сегмента дуги окружности составляет от 5 до 15.
9. Способ получения энергопередающего волокна, при этом способ получения применяют для получения энергопередающего волокна по любому из пп. 1-8, причем способ получения энергопередающего волокна включает:
последовательное образование (S101) внутреннего погружного слоя (120) и внутреннего слоя (110) сердцевины на внутренней стенке основной трубки для образования первого предварительно изготовленного стержня, причем внутренний погружной слой (120) нанесен на внешнюю стенку внутреннего слоя (110) сердцевины;
образование (S102) внешнего слоя (130) сердцевины на внешней стенке первого предварительно изготовленного стержня;
шлифование (S103) внешней стенки поперечного сечения внешнего слоя (130) сердцевины вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, с приданием ей прямоугольной кольцевой формы для образования второго предварительно изготовленного стержня; и
образование (S104) слоя (200) оболочки на внешней стенке второго предварительно изготовленного стержня.
10. Способ получения энергопередающего волокна по п. 9, отличающийся тем, что образование слоя (200) оболочки на внешней стенке второго предварительно изготовленного стержня включает:
осаждение слоя (200) оболочки на внешнюю стенку второго предварительно изготовленного стержня способом плазменного осаждения снаружи.
11. Способ получения энергопередающего волокна по п. 9, отличающийся тем, что образование слоя (200) оболочки на внешней стенке второго предварительно изготовленного стержня включает:
вставку второго предварительно изготовленного стержня во втулку, легированную фтором, и плавление и сокращение размеров второго предварительно изготовленного стержня и втулки, легированной фтором; и
шлифование втулки, легированной фтором, вдоль направления, перпендикулярного направлению протяженности энергопередающего волокна, до получения круглой кольцевой формы.
12. Волоконный лазер, содержащий корпус волоконного лазера и энергопередающее волокно по любому из пп. 1-8, соединенное с корпусом волоконного лазера.
| CN 114637068 А, 17.06.2022 | |||
| CN 111983748 A, 24.11.2020 | |||
| Способ контроля параметров траектории скважины при бурении | 1956 |
|
SU112520A1 |
| WO 2020177355 A1, 10.09.2020 | |||
| CN 113917600 A, 11.01.2022 | |||
| CN 110045456 A, 23.07.2019. | |||
