[發明專利]一種高分辨率傳像束光纖材料的制備方法

在審

• 申請號: 201710873082.4
• 申請日: 2017-09-25
• 公開（公告）號: CN107739157A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 徐嘯飛;季美
• 申請（專利權）人: 常州市沃蘭特電子有限公司
• 主分類號: C03C13/04
• 分類號: C03C13/04;C03C6/00;C03C1/02
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司11403
• 代理人: 馬驍

技術領域

本發明公開了一種高分辨率傳像束光纖材料的制備方法，屬于光學材料技術領域。

背景技術

光纖是光學纖維或光導纖維的簡稱，它是利用全內反射原理將光波約束在其界面內，并使光射線沿著軸線方向傳播的一種光學元件。這種光學元件是用高透明的電介質材料在高溫下拉制而成的具有傳光、傳像性能的纖維絲，其基本結構是由具有高折射率的纖芯和低折射率的包層所組成。光纖不僅具有束縛和傳輸從紅外到可見光區域內的光信息功能，而且也具有傳感功能。這種傳輸特性除了與波導結構有關以外，還與其材料的組成和結構有關。對于各種不同用途的光纖，其材料的選擇也相應不同，一般主要考慮的因素有透光及衰減性能折射率控制預制棒形狀控制熱力學匹配和成纖能力化學穩定性、機械強度以及制造成本等。由于光纖具有重量輕、可繞性好、抗電磁干擾輻射能力強等優點，易實現復雜環境空間結構的光信息或圖像傳播，所以光纖在通信、醫療成像、工業、軍工等領域具有廣闊的應用前景。

目前，小截面柔性光纖傳像束作為中繼傳像元件，現已實用化，主要是應用在各種光纖醫療儀器和工業窺鏡領域，而大截面光纖傳像束的圖像傳輸技術具有巨大的發展潛力。為實現大截面柔性光纖傳像束的工程化應用，迫切需要從大截面傳像束的制備工藝方面進行深入研究，以開辟光纖傳像束更為廣泛的、新的應用領域，充分發揮其柔性傳像特性的優點。柔性光纖傳像束可用于清晰傳像。但是，現有制備出的光纖傳像束單絲直徑粗，分辨率也比較低，且生產成功率也較低，對于圖像的傳輸質量不高，所以，我國生產的光纖傳像束不論是從產品質量上還是產品的數量方面都已經完全不能承載我國醫學、軍事、工業方面對于光纖內窺鏡升級換代的急迫需求。

發明內容

本發明主要解決的技術問題：針對現有光纖穿像束材料單絲直徑粗，分辨率低，且生產成功率低的問題，提供了一種高分辨率傳像束光纖材料的制備方法。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

（1）按重量份數計，分別稱量35～45份二氧化硅、25～30份氧化硼、10～15份氧化鈣、10～15份氧化鈉、3～5份氧化鋁和5～8份氧化鋇攪拌混合，球磨、過篩得球磨粉末；

（2）將過篩粉末置于石英管管道一側，再按過篩粉末和二硫化鉬質量比1:8，將二硫化鉬粉末置于石英管另一側，密封石英管并抽真空，升溫加熱至450～550℃，停止抽真空并對石英管二硫化鉬一側通入氬氣，保溫反應；

（3）待反應完成后，靜置冷卻至室溫，停止通入氬氣，收集得改性球磨粉末、洗滌、干燥，靜置冷卻至室溫，制備得改性基料；

（4）將改性基料置于坩堝中，熔融反應后靜置冷卻至850℃，收集熔融液并澆注至模具中，將模具置于馬弗爐中退火，靜置冷卻至室溫，得基體玻璃棒；

（5）將基體玻璃棒置于拉絲設備中，升溫加熱至580～600℃，恒溫處理后，牽引拉絲并氣流切割，即可制備得一種高分辨率傳像束光纖材料。

步驟（2）所述的抽真空為抽真空至3～5Pa。

步驟（2）所述的氬氣通入速率為40～45mL/min。

步驟（3）所述的馬弗爐退火溫度為400℃。

本發明的有益效果是：

（1）本發明通過氧化硅、氧化硼等為原料，經二硫化鉬高溫沉積，包覆至基體材料表面，由于二硫化鉬具有極好的柔韌性、穩健的載流子遷移率、層數相關的電子與光學特性，將其包覆至材料表面后，使基體顆粒粒徑降低，制備的光纖材料單質直徑大幅降低，從而有效提高材料的分辨率；

（2）本發明通過二硫化鉬包覆基體粉末表面，經熔融、拉絲制備后，形成均一大小的光纖纖維，同時由于經包覆改性后，光纖纖維內部結構致密且力學性能優異，有效提高光纖纖維強度并降低光纖的斷裂率，從而有效提高材料的分辨率。

具體實施方式