一种具有气体循环功能的全光纤气体腔系统及其实现方法

摘要

一种具有气体循环功能的全光纤气体腔系统，包括空芯光纤、左端与右端拉锥处理的实芯光纤、左端与右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块、气体腔气体循环模块、气体腔充气模块和气体腔气体抽取模块，其中空芯光纤通过左端与右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块分别与左右端拉锥处理的实芯光纤进行对接封装；空芯光纤侧面进行切割开口处理后与气体腔气体循环模块紧密连接；气体腔气体循环模块与充气模块紧密连接；气体腔气体循环模块与气体抽取模块紧密连接。本发明还涉及一种采用上述系统进行气体循环结构的全光纤气体腔实现方法。可实现具有低损耗、气体循环流动、散热性好、长期稳定性和可用于高功率激光输出等突出特点的空芯光纤气体腔。

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有气体循环功能的全光纤气体腔系统及其实现方法，特别是基于空芯光纤与拉锥处理的实芯光纤高精度对接封装，并通过在空芯光纤表面切割系列口子实现气体循环功能的全光纤气体腔系统及其实现方法。

背景技术

自由边界型空芯光纤是近年来迅速发展起来的一种新型空芯光纤，采用了与传统石英光纤全内反射不同的导光原理，主要利用反共振原理将光波束缚在微米量级的空气纤芯中进行传输，具有结构简单、设计方便、传输损耗低、非线性效应弱等特点。通过在空芯光纤内部填充气体，既可以有效增大光波与气体的相互作用面积和作用强度，又可以利用低损耗传输特性确保相互作用距离。目前，这种空芯光纤已经在光纤气体激光器、自相位调制、受激拉曼散射、四波混频等光学过程研究中得到广泛应用，特别是被认为是实现高功率中红外光纤激光器的一种颇具潜力的技术途径。光纤气体激光器具有气体激光器高功率输出的潜力，但是在高功率情况下不仅需要考虑与传统实芯光纤的低损耗对接封装，还需要考虑气体的循环问题，利用气体循环带走废热是实现高功率输出的关键。空芯光纤目前较为常见的空芯光纤气体腔制备方案主要包括光波通过外部光学窗口与空芯光纤耦合的气体腔结构、直接将实芯光纤与空芯光纤放入真空等压腔体两种方式。通过将充满特定气体的空芯光纤两端与单模光纤熔接，从而构成全新的全光纤型气体腔具有结构简单、体积小、使用方便等突出优点。但是，现有的技术方案主要通过使用电弧放电直接熔接方式。直接对接使用电弧放电方案采用了熔接普通单模光纤的熔接技术，主要通过合理控制放电时间、放电强度和放电次数来实现空芯光纤与实芯光纤的直接熔接。这种方案没有考虑空芯光纤孔径为微米级、特征尺度小等突出特点，较适合应用于实芯光子晶体光纤熔接，对于空芯光纤来说，电弧放电会不可避免地造成空气孔崩塌，从而造成空芯光纤横截面被破坏而凹陷，从而在光纤截面处形成空气缝隙，不仅增加了光传输的损耗，降低了连接处的结构强度，也会引起光泄漏，在气体腔等运用领域存在较大限制。直接将实芯光纤与空芯光纤放入真空等压腔体不仅难以实现小型化、整体部件较为笨重，且相对损耗较大，难以保证部件的长期稳定性。这种腔体设计模式都没有考虑光纤气体腔内部气体循环功能设计，仅实现了气体封装后的固定系统，不仅封装后的气体腔气压不可控，更在大功率光纤激光输出等领域存在一定的应用限制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有真空等压型空芯光纤气体腔体积庞大、稳定性不好，以及现有的基于直接熔接技术的全光纤型空芯光纤气体腔熔接损耗过大等不足，利用拉锥处理后的实芯光纤可插入空芯光纤内部特性，配合光纤气体腔内部气体循环气压随时可控、散热性好等突出特点，实现两种光纤高精度对接和稳定封装，继而实现针对特定气体具有低损耗、高强度、气体循环流动、散热性好、长期稳定性和可用于高功率激光输出的空芯光纤气体腔系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种具有气体循环功能的全光纤气体腔系统，包括空芯光纤(1)、右端拉锥处理的实芯光纤(3)、右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(2)、左端拉锥处理的实芯光纤(8)、左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(7)、空芯光纤气体腔气体循环模块(4)、气体腔充气模块(6)和气体腔气体抽取模块(5)，

其中空芯光纤(1)通过右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(2)与右端拉锥处理的实芯光纤(3)进行对接封装；所述的空芯光纤(1)通过左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(7)与左端拉锥处理的实芯光纤(8)进行对接封装；

其中空芯光纤(1)侧面进行切割开口处理后，与空芯光纤气体腔气体循环模块(4)紧密连接；

其中空芯光纤气体腔气体循环模块(4)与气体腔充气模块(6)紧密连接，用于对空芯光纤气体腔进行气压监测和充气操作；所述空芯光纤气体腔气体循环模块(4)与气体腔气体抽取模块(5)紧密连接，用于对空芯光纤气体腔进行流量监测、抽取真空和实现气体循环流动操作。

上述具有气体循环功能的全光纤气体腔系统，其中空芯光纤(1)采用反共振空芯光纤。

上述具有气体循环功能的全光纤气体腔系统，其中右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(2)包括第一上夹具(21)和第一下夹具(22)，待空芯光纤(1)与右端拉锥处理后的实芯光纤(3)对接后，通过胶水涂覆被固定相对位置并粘贴在所述第一下夹具(22)凹槽内，所述第一上夹具(21)和第一下夹具(22)通过螺丝紧固。

上述具有气体循环功能的全光纤气体腔系统，其中左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(7)包括第二上夹具(71)和第二下夹具(72)，待空芯光纤(1)与左端拉锥处理后的实芯光纤(8)对接后通过胶水涂覆固定相对位置并粘贴在所述第二下夹具(72)凹槽内，所述第二上夹具(71)和第二下夹具(72)通过螺丝紧固。

上述具有气体循环功能的全光纤气体腔系统，其中空芯光纤气体腔气体循环模块(4)包括气体输入管道(41)、数个气体输入气体腔(411,412,413...41N)、数个气体输出气体腔(421,422,423...42N)和气体输出管道(42)。

上述具有气体循环功能的全光纤气体腔系统，其中，空芯光纤(1)在光纤左侧面进行切割开口处理，形成数个左侧切口区(111,112,113...11N)，与空芯光纤气体腔气体循环模块(4)中的数个气体输入气体腔(411,412,413...41N)紧密连接；空芯光纤(1)在光纤右侧面进行切割开口处理，形成数个右侧切口区(121,122,123...12N)，与空芯光纤气体腔气体循环模块(4)中的数个气体输出气体腔(421,422,423...42N)紧密连接。

上述具有气体循环功能的全光纤气体腔系统，其中，空芯光纤气体腔气体循环模块(4)的气体输入管道(41)与数个气体输入气体腔(411,412,413...41N)紧密连接，实现向空芯光纤气体腔内充入气体功能；空芯光纤气体腔气体循环模块(4)的气体输出管道(42)与数个气体输出气体腔(421,422,423...42N)紧密连接，实现空芯光纤气体腔内抽取真空和实现气体循环流动操作功能。

上述具有气体循环功能的全光纤气体腔系统，其中气体腔充气模块(6)包括待充气体源(62)、充气开关阀门(61)和气压计(63)；气体腔充气模块(6)的待充气体源(62)与充气开关阀门(61)紧密连接，充气开关阀门(61)与气压计(63)紧密连接，气压计(63)与空芯光纤气体腔气体循环模块(4)的气体输入管道(41)紧密连接，实现空芯光纤气体腔气压监测和充气操作功能。

上述具有气体循环功能的全光纤气体腔系统，其中气体腔气体抽取模块(5)包括气体循环回收装置(51)、真空泵(52)、气体循环回收开关阀门(55)、真空泵开关阀门(53)和气体流量计(54)；气体腔气体抽取模块(5)的气体循环回收装置(51)与气体循环回收开关阀门(55)紧密连接，真空泵(52)与真空泵开关阀门(53)紧密连接，气体循环回收开关阀门(55)和真空泵开关阀门(53)与气体流量计(54)紧密连接，气体流量计(54)与空芯光纤气体腔气体循环模块(4)的气体输出管道(42)紧密连接，实现对空芯光纤气体腔进行流量监测、抽取真空和实现气体循环流动操作功能。

一种采用上述具有气体循环功能的全光纤气体腔系统进行气体循环结构的全光纤气体腔实现方法，其中包括以下步骤：

(a)将空芯光纤(1)光纤左侧面进行切割开口处理，形成数个左侧切口区(111,112,113...11N)，将空芯光纤(1)光纤右侧面进行切割开口处理，形成数个右侧切口区(121,122,123...12N)；

(b)从空芯光纤(1)一端开始，依次将空芯光纤左侧切口区(111,112,113...11N)与空芯光纤气体腔气体循环模块(4)中的气体输入气体腔(411,412,413...41N)紧密连接，将空芯光纤右侧切口区(121,122,123...12N)与空芯光纤气体腔气体循环模块(4)中的气体输出气体腔(421,422,423...42N)紧密连接；

(c)将空芯光纤(1)放置在右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(2)下夹具(22)上，将右端拉锥处理的实芯光纤(3)沿纤芯方向精准插入空芯光纤(1)内部；

(d)将位于右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(2)下夹具(22)内已对接完毕的空芯光纤(1)与右端拉锥处理的实芯光纤(3)通过胶水涂覆固定相对位置，并粘贴在右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(2)第一下夹具(22)凹槽内，右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(2)第一上夹具(21)与第一下夹具(22)通过螺丝紧固；

(e)将空芯光纤(1)放置在左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(7)第二下夹具(72)上，将左端拉锥处理的实芯光纤(8)沿纤芯方向精准插入空芯光纤(1)内部；

(f)将位于左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(7)第二下夹具(72)内已对接完毕的空芯光纤(1)与左端拉锥处理的实芯光纤(8)通过胶水涂覆固定相对位置，并粘贴在左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(7)第二下夹具(72)凹槽内，左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块(7)第二上夹具(71)与第二下夹具(72)通过螺丝紧固；

(g)将空芯光纤气体腔气体循环模块(4)中的数个气体输入气体腔(411,412,413...41N)与气体输入管道(41)紧密连接，将空芯光纤气体腔气体循环模块(4)中的数个气体输出气体腔(421,422,423...42N)与气体输出管道(42)紧密连接；

(h)将空芯光纤气体腔气体循环模块(4)的气体输入管道(41)与气体腔充气模块(6)紧密连接，将空芯光纤气体腔气体循环模块(4)的气体输出管道(42)与气体腔气体抽取模块(5)紧密连接；

(i)关闭气体腔充气模块(6)的充气开关阀门(61)和气体腔气体抽取模块(5)的气体循环回收开关阀门(55)，打开气体腔气体抽取模块(5)的真空泵开关阀门(53)，开始对气体腔抽取真空；

(j)实时观察气体腔充气模块(6)的气压计(63)与气体腔气体抽取模块(5)的真空泵(52)上气压示数，当达到所需真空度时，关闭气体腔气体抽取模块(5)的真空泵开关阀门(53)；

(k)实时观察气体腔充气模块(6)的气压计(63)和气体腔气体抽取模块(5)的气体流量计(54)上示数，检查空芯光纤(1)与气体输入气体腔(411,412,413...41N)和气体输出气体腔(421,422,423...42N)、气体输入气体腔(411,412,413...41N)与气体输入管道(41)、气体输出气体腔(421,422,423...42N)与气体输出管道(42)的气密性，当确认空心光纤气体腔气密性良好时，打开气体腔充气模块的充气开关阀门(61)，观察气体腔充气模块(6)的气压计(63)示数；

(l)打开气体腔气体抽取模块(5)的气体循环回收开关阀门(55)，实时观察气体腔充气模块(6)的气压计(63)和气体腔气体抽取模块(5)的气体流量计(54)上示数，并根据示数值调节气体腔充气模块(6)的充气开关阀门(61)和气体腔气体抽取模块(5)的气体循环回收开关阀门(55)，待气体腔充气模块(6)的气压计(63)和气体腔气体抽取模块(5)的气体流量计(54)上示数稳定时，记录此时气压计(63)示数p₁和气体流动速度v(t)，从而实现空芯光纤气体腔中气体的循环。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明将拉锥处理后的实芯光纤直接插入空芯光纤中传光，避免了由于破坏空芯光纤的结构从而影响了对光的束缚，降低了由模场失配造成的损耗，同时通过胶水涂覆封装，直接避免了由于熔接加热引起的空芯光纤空气孔崩塌进而引发的熔接损耗。

2、本发明实现空芯光纤气体腔的气体腔内外循环，可进一步解决气态介质与光波之间的非线性相互作用研究中非线性系数低、阈值高等问题，同时也起到良好的散热效果，在高功率激光能量输出中也有重要的应用前景。

3、本发明工艺简单，光纤耦合效率高，封装后具有低损耗、高强度、气体循环流动、散热性好、长期稳定性和可用于高功率激光输出等突出特点。

附图说明

图1为气体循环结构的空芯光纤气体腔系统结构示意图。

图2为自由边界型反共振空芯光纤横截面扫描电子显微图。

图3为右端空芯光纤与拉锥处理的实芯光纤对接封装示意图。

图4为右端空芯光纤与拉锥处理的实芯光纤对接封装完成后效果图。

图5为左端空芯光纤与拉锥处理的实芯光纤对接封装示意图。

图6为左端空芯光纤与拉锥处理的实芯光纤对接封装完成后效果图。

图7为空芯光纤侧面切割开口处理示意图。

图8为空芯光纤侧面切口区气体输入输出气体腔紧密连接示意图。

图9为空芯光纤气体腔气体循环模块结构示意图。

图10为气体腔充气模块结构示意图。

图11为气体腔气体抽取模块结构示意图。

图例说明：

1、空芯光纤；111-11N、空芯光纤左侧切口区；121-12N、空芯光纤右侧切口区；2、右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块；21、右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块上夹具；22、右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块下夹具；3、右端拉锥处理的实芯光纤；4、空芯光纤气体腔气体循环模块；41、气体输入管道；42、气体输出管道；411-41N、气体输入气体腔；421-42N、气体输出气体腔；5、气体腔气体抽取模块；51、气体循环回收装置；52、真空泵；53、真空泵开关阀门；54、气体流量计；55、气体循环回收开关阀门；6、气体腔充气模块；61、充气开关阀门；62、待充气体源；63、气压计；7、左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块；71、左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块上夹具；72、左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块下夹具；8、左端拉锥处理的实芯光纤。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明的新型气体循环结构的空芯光纤气体腔系统，包括空芯光纤1、右端拉锥处理的实芯光纤3、右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块2、左端拉锥处理的实芯光纤8、左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块7、空芯光纤气体腔气体循环模块4、气体腔充气模块6和气体腔气体抽取模块5，所述的空芯光纤1通过右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块2与右端拉锥处理的实芯光纤3进行对接封装，所述的空芯光纤1通过左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块7与左端拉锥处理的实芯光纤8进行对接封装，所述的空芯光纤1侧面进行切割开口处理后通过密封胶与空芯光纤气体腔气体循环模块4紧密连接，所述的空芯光纤气体腔气体循环模块4与气体腔充气模块6紧密连接用于对空芯光纤气体腔进行气压监测和充气操作，所述的空芯光纤气体腔气体循环模块4与气体腔气体抽取模块5紧密连接用于对空芯光纤气体腔进行流量监测、抽取真空和实现气体循环流动操作。

本实施例中，进一步的，所述的空芯光纤可采用自由边界型反共振空芯光纤，其横截面扫描电子显微图如图2所示。

本实施例中，进一步的，所述的右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块2包括上夹具21和下夹具22。右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块上夹具21和下夹具22为现有技术，例如可以使用Vytran公司涂覆机FSR-02配套光纤夹具，通过V型槽定位光纤并由磁性材料翻盖固定。

本实施例中，进一步的，如图3所示，所述的右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块2待空芯光纤1与右端拉锥处理后的实芯光纤3对接后通过胶水涂覆固定相对位置并粘贴在所述下夹具22凹槽内，所述上夹具21和下夹具22通过螺丝紧固，如图4所示。

本实施例中，进一步的，所述的左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块7包括上夹具71和下夹具72。左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块上夹具71和下夹具72为现有技术，例如可以使用Vytran公司涂覆机FSR-02配套光纤夹具，通过V型槽定位光纤并由磁性材料翻盖固定。

本实施例中，进一步的，如图5所示，所述的左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块7待空芯光纤1与左端拉锥处理后的实芯光纤8对接后通过胶水涂覆固定相对位置并粘贴在所述下夹具72凹槽内，所述上夹具71和下夹具72通过螺丝紧固，如图6所示。

本实施例中，进一步的，所述的空芯光纤气体腔气体循环模块4包括气体输入管道41、数个气体输入气体腔411,412,413...41N、数个气体输出气体腔421,422,423...42N和气体输出管道42。

本实施例中，进一步的，如图7所示，所述的空芯光纤1在光纤左侧面进行切割开口处理，形成数个左侧切口区111,112,113...11N，通过密封胶与空芯光纤气体腔气体循环模块4中的数个气体输入气体腔411,412,413...41N紧密连接。

本实施例中，进一步的，所述的空芯光纤1在光纤右侧面进行切割开口处理，形成数个右侧切口区121,122,123...12N，通过密封胶与空芯光纤气体腔气体循环模块4中的数个气体输出气体腔421,422,423...42N紧密连接，如图8所示。

本实施例中，进一步的，所述的空芯光纤气体腔气体循环模块4的气体输入管道41通过密封胶与数个气体输入气体腔411,412,413...41N紧密连接，实现向空芯光纤气体腔内充入气体功能。

本实施例中，进一步的，如图9所示，所述的空芯光纤气体腔气体循环模块4的气体输出管道42通过密封胶与数个气体输出气体腔421,422,423...42N紧密连接，实现空芯光纤气体腔内抽取真空和实现气体循环流动操作功能。

本实施例中，进一步的，如图10所示，所述的气体腔充气模块6包括待充气体源62、充气开关阀门61和气压计63。

本实施例中，进一步的，所述的气体腔充气模块6的待充气体源62与充气开关阀门61紧密连接，充气开关阀门61与气压计63紧密连接，气压计63与空芯光纤气体腔气体循环模块4的气体输入管道41紧密连接，实现空芯光纤气体腔气压监测和充气操作功能。

本实施例中，进一步的，如图11所示，所述的气体腔气体抽取模块5包括气体循环回收装置51、真空泵52、气体循环回收开关阀门55、真空泵开关阀门53和气体流量计54。

本实施例中，进一步的，所述的气体腔气体抽取模块5的气体循环回收装置51与气体循环回收开关阀门55紧密连接，真空泵52与真空泵开关阀门53紧密连接，气体循环回收开关阀门55和真空泵开关阀门53与气体流量计54紧密连接，气体流量计54与空芯光纤气体腔气体循环模块4的气体输出管道42紧密连接，实现对空芯光纤气体腔进行流量监测、抽取真空和实现气体循环流动操作功能。

一种采用具有气体循环功能的全光纤气体腔系统进行气体循环结构的全光纤气体腔实现方法，包括以下步骤：

(a)将空芯光纤1光纤左侧面进行切割开口处理，形成数个左侧切口区111,112,113...11N，将空芯光纤1光纤右侧面进行切割开口处理，形成数个右侧切口区121,122,123...12N；

(b)从空芯光纤1一端开始，依次通过密封胶将空芯光纤左侧切口区111,112,113...11N与空芯光纤气体腔气体循环模块4中的气体输入气体腔411,412,413...41N紧密连接，将空芯光纤右侧切口区121,122,123...12N与空芯光纤气体腔气体循环模块4中的气体输出气体腔421,422,423...42N紧密连接；

(c)将空芯光纤1放置在右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块2下夹具22上，将右端拉锥处理的实芯光纤3沿纤芯方向精准插入空芯光纤1内部，本实施例中，可采用的拉锥处理后的实芯光纤例如采用自行拉制的锥腰为30～40微米的SM28单模光纤；

(d)将位于右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块2下夹具22内已对接完毕的空芯光纤1与右端拉锥处理的实芯光纤3通过胶水涂覆固定相对位置，并粘贴在右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块2下夹具22凹槽内，右端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块2上夹具21与下夹具22通过螺丝紧固；

(e)将空芯光纤1放置在左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块7下夹具72上，将左端拉锥处理的实芯光纤8沿纤芯方向精准插入空芯光纤1内部，本实施例中，可采用的拉锥处理后的实芯光纤例如采用自行拉制的锥腰为30～40微米的SM28单模光纤；

(f)将位于左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块7下夹具72内已对接完毕的空芯光纤1与左端拉锥处理的实芯光纤8通过胶水涂覆固定相对位置，并粘贴在左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块7下夹具72凹槽内，左端空芯光纤与实芯光纤对接封装模块7上夹具71与下夹具72通过螺丝紧固；

(g)将空芯光纤气体腔气体循环模块4中的数个气体输入气体腔411,412,413...41N通过密封胶与气体输入管道41紧密连接，将空芯光纤气体腔气体循环模块4中的数个气体输出气体腔421,422,423...42N通过密封胶与气体输出管道42紧密连接；

(h)将空芯光纤气体腔气体循环模块4的气体输入管道41通过密封胶与气体腔充气模块6紧密连接，将空芯光纤气体腔气体循环模块4的气体输出管道42通过密封胶与气体腔气体抽取模块5紧密连接；

(i)关闭气体腔充气模块6的充气开关阀门61和气体腔气体抽取模块5的气体循环回收开关阀门55，打开气体腔气体抽取模块5的真空泵开关阀门53，开始对气体腔抽取真空；

(j)实时观察气体腔充气模块6的气压计63与气体腔气体抽取模块5的真空泵52上气压示数，当达到所需真空度时，关闭气体腔气体抽取模块5的真空泵开关阀门53；

(k)实时观察气体腔充气模块6的气压计63和气体腔气体抽取模块5的气体流量计54上示数，检查空芯光纤1与气体输入气体腔411,412,413...41N和气体输出气体腔421,422,423...42N、气体输入气体腔411,412,413...41N与气体输入管道41、气体输出气体腔421,422,423...42N与气体输出管道42的气密性，当确认空心光纤气体腔气密性良好时，打开气体腔充气模块的充气开关阀门61，观察气体腔充气模块6的气压计63示数，本实施例中，可以充入的高压气体例如氢气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等，也可以充入低压气体例如乙炔、溴化氢、二氧化碳、一氧化碳等；

(l)打开气体腔气体抽取模块5的气体循环回收开关阀门55，实时观察气体腔充气模块6的气压计63和气体腔气体抽取模块5的气体流量计54上示数，并根据示数值调节气体腔充气模块6的充气开关阀门61和气体腔气体抽取模块5的气体循环回收开关阀门55，待气体腔充气模块6的气压计63和气体腔气体抽取模块5的气体流量计54上示数稳定时，记录此时气压计63示数p1和气体流动速度v(t)，从而实现了空芯光纤气体腔中气体的循环。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例。对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术构思前提下所得到的改进和变换也应视为本发明的保护范围。