[發明專利]低雜散光串擾型光纖傳像元件及其制備方法

有效

• 申請號: 201710214269.3
• 申請日: 2017-04-01
• 公開（公告）號: CN106772791B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 張洋;賈金升;張兵強;孫勇;王云;劉娟;侯偉杰
• 申請（專利權）人: 中國建筑材料科學研究總院
• 主分類號: G02B6/06
• 分類號: G02B6/06
• 代理公司: 北京鼎佳達知識產權代理事務所(普通合伙) 11348
• 代理人: 王偉鋒;劉鐵生

本發明是關于一種低雜散光串擾型光纖傳像元件及其制備方法，光纖傳像元件包括：至少三根圓柱形單光學纖維緊密平行堆積，任意三根所述單光學纖維兩兩相切處所包圍的空間構成光吸收玻璃插孔，所述的光吸收玻璃插孔被光吸收玻璃填充滿；所述的單光學纖維由高折射率的圓柱形纖芯玻璃棒及包覆在高折射率的圓柱形纖芯玻璃外面的低折射率的皮料玻璃管構成。本發明的低雜散光串擾型光纖傳像元件中吸收玻璃完全填充滿堆積空間，降低光纖傳像元件的雜散光串擾，提升其成像清晰度。

技術領域

本發明涉及一種光纖傳像元件，特別是涉及一種低雜散光串擾型光纖傳像元件及其制備方法。

背景技術

光纖傳像元件是由成百上千萬根微米級光學纖維規則排列形成的光學元件，包括光纖面板、光纖倒像器、纖維光錐、光纖傳像束等。光纖傳像元件具有數值孔徑大、光學零厚度等特點，在光學傳像、光學耦合等領域有著重要應用。

光纖傳像元件內的光學纖維是由高折射率的芯與低折射率的皮構成的，滿足全反射條件的輸入光線可以在光纖內部由一端傳輸到另一端，而不滿足全反射條件的輸入光線則穿透皮層成為雜散光。雜散光是引起光纖傳像元件成像清晰度差的最重要因素。為了解決上述問題，通常采用在相鄰光學纖維的空隙處全部或部分填充光吸收玻璃的方式，在芯料和皮料的組合光學纖維之間存在很多空隙，通過在全部或部分的空隙處填充光吸收玻璃絲來提升對雜散光的吸收效果。目前國內外常使用的光吸收玻璃為圓形結構，其熱學性能與芯料、皮料組合體光學纖維相近，由于光吸收玻璃絲與芯皮組合體光學纖維接觸面積小，只能保證入射到光吸收玻璃上的雜散光才能被吸收，而超出這一范圍的雜散光無法被吸收而形成串擾。因此，目前傳統光纖傳像元件普遍存在雜散光吸收效率低、成像不清晰的問題，無法滿足更高清晰度要求的光纖傳像元件的應用需求。

發明內容

本發明的主要目的在于，提供一種新型低雜散光串擾型光纖傳像元件及其制備方法，所要解決的技術問題是降低光纖傳像元件的雜散光串擾，提升其成像清晰度，從而更加適于實用。

本發明的目的及解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。依據本發明提出的一種低雜散光串擾型光纖傳像元件，其包括：至少三根圓柱形單光學纖維緊密平行堆積，任意三根所述單光學纖維兩兩相切處所包圍的空間構成光吸收玻璃插孔，所述的光吸收玻璃插孔被光吸收玻璃填充滿；所述的單光學纖維由高折射率的圓柱形纖芯玻璃棒及包覆在高折射率的圓柱形纖芯玻璃外面的低折射率的皮料玻璃管構成。

本發明的目的及解決其技術問題還可采用以下技術措施進一步實現。

優選的，前述的低雜散光串擾型光纖傳像元件，其中所述的高折射率的圓柱形纖芯玻璃棒為硅酸鹽玻璃，折射率為1.65-1.95，軟化溫度700-800℃，膨脹系數為(60-80)×10^-7/℃。

優選的，前述的低雜散光串擾型光纖傳像元件，其中所述的低折射率的皮料玻璃管為硅酸鹽玻璃，折射率為1.45-1.65，軟化溫度650-750℃，膨脹系數為(60-80)×10^-7/℃；所述的光吸收玻璃為含有氧化鈷、氧化鎳和氧化錳中的至少一種的硅酸鹽玻璃；所述的光吸收玻璃的軟化溫度為500-650℃，膨脹系數為(85-100)×10^-7/℃。

優選的，前述的低雜散光串擾型光纖傳像元件，其中所述的光吸收玻璃組分(按重量百分比計)為：SiO₂:60％-70％，B₂O₃：0-10％，∑(Na₂O+K₂O)：10％-20％，∑(MgO+CaO+BaO)：5％-15％，Fe₂O₃：0-15％，Co₂O₃：0-5％，Ni₂O₃：0-5％，MnO₂：0-5％，Al₂O₃：0-2％。