[發明專利]光纖傳像束及其制造方法

無效

• 申請號: 200910032511.0
• 申請日: 2009-06-30
• 公開（公告）號: CN101598835A
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 張振遠;徐明泉;李莉;孫磊;王蓉;張建明;朱昊;高建寧
• 申請（專利權）人: 南京春輝科技實業有限公司
• 主分類號: G02B6/06
• 分類號: G02B6/06;G02B6/02;C03B37/02
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司
• 代理人: 王玉梅

技術領域

本發明涉及一種光纖傳像束及其制造方法。

背景技術

光纖傳像束是由數千根到一百多萬根具有良好波導結構的光纖緊密有序地相干排列而成，光纖絲量達五十萬以上的光纖傳像束俗稱大信息量光纖傳像束。大信息量光纖傳像束具有體積小、重量輕、可在任意彎曲狀態下傳像，使用自由度大、無源抗干擾等特點，圖像傳輸過程不受空間限制、易實現圖像的旋轉和圖像穩定，因此大信息量光纖傳像束已廣泛應用于機器視覺(Machine?Vision)、危險的惡劣環境(Hazardous?Environments)、飛行模擬器(FlightSimulator)等方面瞄準，軍事應用已見報道，可用于主戰坦克的機關槍瞄準、輕武器瞄準、潛望偵察監視、核爆轟實驗圖像即時采集等。

目前制造光纖傳像束的主要方法有兩種：酸溶法和層疊法。專利申請號200510112352.7“一種酸溶法制造小截面柔性光纖傳像束的制造方法”和專利號03147087.4“生產蝕刻光導纖維束的方法和改良的蝕刻光導纖維束”都公開了酸溶法制造光纖傳像束的工藝方法，光纖直徑可小到8μm，即理想極限分辨率可達到72lp/mm，但傳像截面一般只能做到以下，即光纖絲量少于15萬，因為截面若過大，傳像束中間部分的可溶性玻璃由于酸溶不進去而無法被腐蝕掉，如果延長腐蝕時間會急劇增加斷絲和暗絲，光纖直徑越細，采用酸溶法會使斷絲率和暗絲率增高，即制造同樣困難，為了制造大信息量光纖傳像束，前蘇聯曾采用酸溶復合法，即用酸溶法制造小截面傳像束(光纖絲量達3萬)作為子束，然后將子束進行復合，但是復合后的各子束間就有明顯的六角形黑框，雖然子束的分辨率高，但復合后的傳像束的分辨率不高，同時圖像的傳輸易發生扭曲和失真。層疊法是制造大截面傳像束的有效方法之一，問題是光纖絲徑一般不低于12μm，這是由于受限于拉絲工藝和排片工藝，成熟的光纖絲直徑分布于15～16μm，即極限分辨率只能達33lp/mm，顯然分辨率不高。

專利申請號200410073591.1“高分辨率光纖傳像束的制造方法”提出先拉制1～2mm的粗光纖絲，將7根或19根粗光纖絲復合拉制12～18μm的復絲，然后將12～18μm的復絲通過排片、上膠再層疊來制成傳像束，經分析該方法只能是一種想法，不具有實用性，原因如下：1、因粗光纖絲的直徑太細，7根或19根粗光纖絲復合就不能太長，否則拉出的復絲端面的一一對應關系就會被破壞，即圖像傳輸就會變形和扭曲，同時7根或19根粗光纖絲復合長度短，則拉絲作業時間短，這對復絲直徑精度控制及拉絲作業極為困難；2、因粗光纖絲的直徑太細，7根或19根粗光纖絲復合的直徑就小，則拉絲作業時間短，顯然復絲廢品率高；3、復絲直徑12～18μm，7根或19根粗光纖絲復合的直徑又小，而組合體的送入爐內的速度不能低于0.5mm/分鐘，則復絲的牽引速度就快，且不論對設備要求，就是拉絲作業時的引絲、換拉絲筒、復絲張力控制等都極為困難，同時容易斷絲，如果復絲的張力控制得不好，極不易于復絲的排片；4、復絲結構過于簡單，拉復絲時復絲易產生分叉，如果提高爐溫來防止分叉，則復絲變形嚴重且暗絲增多，所制成的傳像束因斷暗絲率高而不具實用性。

發明內容

本發明提供一種光纖傳像束，制造方法簡單易行，且可以同時具有大截面和高分辨率。

本發明還提供了上述光纖傳像束的制造方法。

所述光纖傳像束，包括光纖復絲，所述光纖復絲包括軸向平行的光纖單絲、玻璃管和EMA纖維，光纖單絲排列在玻璃管中，EMA纖維填充于光纖單絲之間或光纖單絲與玻璃管之間。

所述光纖傳像束的制造方法，包括以下步驟：將多根光纖棒復合為復式光纖棒，拉制成光纖復絲后經排片、疊片，制成光纖傳像束，將多根光纖棒復合為復式光纖棒的方法是：將光纖棒和EMA纖維插入玻璃管中，使EMA纖維填充于光纖棒之間或光纖棒與玻璃管之間，光纖棒、玻璃管和EMA纖維軸向平行。

光纖棒和光纖單絲具有芯皮結構，其中光纖棒直徑為5～10mm、截取長度為0.5～1m，直徑的選擇和長度的截取視傳像束對光纖單絲直徑和傳像截面尺寸的要求。柔軟的傳像束所采用的光纖單絲的數值孔徑一般為0.6左右，不同于光纖面板和光錐所采用的光纖絲(其數值孔徑為1)，為防止光纖單絲皮層太薄而漏光產生暗絲，因此光纖棒和光纖單絲的芯皮直徑關系需滿足(d_芯/d_皮)²≤0.64，其中d_芯為芯層直徑，d_皮為皮層直徑。