[實用新型]一種低膨脹率涂層光纖

有效

• 申請號: 201820242268.X
• 申請日: 2018-02-10
• 公開（公告）號: CN208092275U
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 但錦
• 申請（專利權）人: 武漢芯微感科技有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 吳陽

本實用新型提出了一種低膨脹率涂層光纖，通過在光纖包層外側包覆負熱脹冷縮系數的光纖涂覆層和光纖金屬涂層，能有效防止和補償光纖芯層受熱膨脹，使得光纖具有更好的耐高溫性能，膨脹率更低；金屬涂層的熱膨脹系數低，基本與光纖處于同一數量級，抗腐蝕、耐應力性能最佳，耐低溫性能佳，可在?269℃條件下連續工作；金屬涂層與光纖包層結合緊密，機械強度高；耐疲勞，抗水、抗氫性能好；金屬涂層可用金屬焊接，提高了光纖與其他材料的接續性和通用性；在高溫性能上，表現良好，特別適用于特殊環境下使用，例如地下油井、輸油管道、加油站、核電廠等。

技術領域

本實用新型涉及光纖技術領域，尤其涉及一種低膨脹率涂層光纖。

背景技術

隨著光纖應用環境的擴展，普通光纖已經無法適應特殊環境的使用條件，尤其是在高溫腐蝕工作環境下，普通紫外固化涂層極易發生熱老化和熱氧老化，降低涂層對光纖的保護作用，并最終可能導致光纖失效。為了應對這一情況，國內外光纖廠商展開了耐高溫光纖的研發。

現有普通耐高溫光纖存在以下缺陷和不足：首先，國際主流的耐高溫光纖主要有耐高溫丙烯酸樹脂涂層光纖、有機硅膠涂層光纖、聚酰亞胺涂層光纖以及金屬涂覆光纖四種。憑借在制造工藝和性能上的不同特點，這幾款耐高溫光纖已經在油氣井探測、航天軍工、光纖傳能等領域獲得應用。但在實際的使用上，四種材料在穩定性和長期性上得不到保障，光信號的傳輸受到很大影響。

其次，在現有的四種涂覆光纖，在200℃的溫度下，由于制造水平的差異與局限，容易發生熱老化、熱氧老化以及氫損化，隨著時間推移，光損耗逐漸增大，最終可能導致光纖失效。由于環境溫度波動比較大，在400℃的溫度下，這四種材料的涂覆光纖無法滿足設計的要求，上述四種光纖涂覆層在400℃的溫度下，保護不了光纖，更別談光纖傳輸的效率與降低損耗。

中國專利CN201120231010.8揭示了一種可自補償的耐高溫光纖，該專利采用鎢酸鋯負熱膨脹涂層這種設計，當溫度升高時纖芯膨脹、負熱膨脹涂層收縮，當溫度降低時纖芯收縮、負熱膨脹涂層膨脹，可以有效地補償溫度變化對光纖的影響，使光纖在溫度變化時仍能正常傳輸信號。但該專利有以下弊端：第一，只設計了光纖芯層，沒有設計光纖包層，這樣導致在光信號的傳輸中無法實現光纖全反射，使絕大多數信號或者能量損失；第二，低熱膨脹材料為鎢酸鋯，在高溫環境中鎢酸鋯會分解，導致涂層性質不穩定，無法運用；第三，采用聚酰亞胺材料作為耐高溫涂層，但耐高溫材料基酰亞胺的高溫極限在350℃，無法在更高溫度環境上運用。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提出了一種低膨脹率涂層光纖，光纖涂層在溫度升高時，基本不膨脹，使得光纖表面受壓力形變很小；另一方面，光纖涂層本身耐高溫，是優化的耐高溫光纖。

本實用新型的技術方案是這樣實現的：本實用新型提供了一種低膨脹率涂層光纖，其包括光纖芯層和光纖包層，還包括光纖涂覆層和光纖金屬涂層，光纖包層包覆在光纖芯層外側，光纖涂覆層附著在光纖包層外側，光纖金屬涂層附著在光纖涂覆層外側。

在以上技術方案的基礎上，優選的，光纖芯層材料為均質摻雜石英玻璃或純石英玻璃。進一步優選的，光纖芯層折射率n1為1.42～1.50，直徑D1為0.045mm～0.115mm。

在以上技術方案的基礎上，優選的，光纖包層材料為摻雜石英玻璃或純石英玻璃。進一步優選的，光纖包層為均質石英玻璃材料，折射率n2為1.41～1.45，直徑D2為0.123mm～0.126mm。

在以上技術方案的基礎上，優選的，光纖金屬涂層材料為鋁、銅，或者銅鋁合金。

在以上技術方案的基礎上，優選的，光纖涂覆層材料為聚酰亞胺與鎢酸鋯的復合材料。具體的，由粉末鎢酸鋯與聚酰亞胺，按照1:1比例混合研磨，在340℃退火30小時得到。

本實用新型的低膨脹率涂層光纖相對于現有技術具有以下有益效果：