[發明專利]一種光學纖維皮料管及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010690012.7
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111694090B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 王久旺;周游;王云;付楊;王葉;蔡京生
• 申請（專利權）人: 中國建筑材料科學研究總院有限公司
• 主分類號: G02B6/02
• 分類號: G02B6/02;G02B6/036;G02B6/04;G02B6/08
• 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: 霍紅艷;劉鐵生

本發明是關于一種光學纖維皮料管及其制備方法和應用，所述光學纖維皮料管從內向外依次為本體層、吸收層和氧化層；所述本體層包含第一氧化物MO和M₂O₃中的至少一種，所述第一氧化物MO為PbO；所述第一氧化物M₂O₃選自Bi₂O₃、Cd₂O₃、Sn₂O₃、Sb₂O₃和As₂O₃中的至少一種；所述吸收層中含有與所述本體層中相同的M元素，且所述M元素的至少一部分以單質形式存在于吸收層中；所述氧化層與所述本體層的物質組成相同。該制備方法包括：將原料皮料管在氫氣環境中進行還原反應；在空氣環境中，將得到的皮料管經精密退火使所述吸收層的外表面以及外表面下區域中的部分單質M被氧化，從而形成氧化層。本發明的光學纖維皮料管不僅自身對雜散光具備全角度的吸收能力，同時吸收性能較高。

技術領域

本發明涉及光纖技術領域，特別涉及一種光學纖維皮料管及其制備方法和應用。

背景技術

光學纖維是由玻璃、石英或塑料等透明材料制成核芯，且其外面具有低折射率的透明皮料管。成品元件，單纖維直徑通常在幾微米到幾十微米之間。

光纖傳像元件（如光纖面板、倒像器、光錐等）是一種由數百萬甚至上千萬根直徑為幾微米的光學纖維排列成棒，經融壓工藝成型，再經過光學加工制備而成。其數值孔徑可以達到1.0，具備光學零厚度的特性。光纖傳像元件作為光電倍增管等光電增強設備的重要元件，廣泛應用于夜視儀器、醫學成像器械、能量探測等高端設備和前沿領域中。

光纖傳像元件成像質量的優劣，主要取決于光透過率、對比度等相關光學性能參數。然而傳統的光纖制備，如圖1所示，均是采用芯棒1’、皮管2’、吸收絲4’ 及填充絲3’這四種組合而成的纖維結構（見圖1）；而多種材料最終在同一溫度下融合成型，影響性能的因素很多，必將產生許多不可控缺陷，限制了光纖制品光學性能的提高，這也是一直以來，制約夜視光學發展的關鍵因素之一。其中，上述皮料管2’均采用單一材料的透明玻璃管，結合纖維間插入吸收絲4’及填充絲3’，該吸收絲4’可實現雜散光5’的吸收，而該填充絲3’可降低孔隙比例。這種多種不同材料組成的結構更容易導致暗點、網格等缺陷產生。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于，提供一種光學纖維皮料管及其制備方法和應用，通過還原處理工藝，使皮料管外表層被還原，產生深色的吸收層，該吸收層具備雜散光吸收能力；從光學纖維元器件的結構上進行改進，由原芯料、皮料、吸收料三部分構成的纖維，改進為芯料、皮料兩部分，實現對光纖結構的優化，并提高雜散光的吸收效果，從而提高光學纖維傳像器件的光學性能。

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光學纖維皮料管，所述光學纖維皮料管從內向外依次為本體層、吸收層和氧化層；

所述的本體層包含第一氧化物MO和M₂O₃中的至少一種，所述第一氧化物MO為PbO；所述第一氧化物M₂O₃選自Bi₂O₃、Cd₂O₃、Sn₂O₃、Sb₂O₃和As₂O₃中的至少一種；

所述的吸收層中含有與所述的本體層中相同的M元素，且所述的M元素的至少一部分以單質形式存在于吸收層中；

所述氧化層與所述本體層的物質組成相同。

本發明的目的及解決其技術問題進一步可采用以下技術方案來實現。