[發明專利]一種液體藍寶石光纖包層及其制備方法

有效

• 申請號: 202011013833.3
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112162347B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 范典;周卿;周次明;龐彥東
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G02B6/032
• 分類號: G02B6/032;C03C25/70;C03C25/64
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

本發明公開了一種液體藍寶石光纖包層及其制備方法，該液體藍寶石光纖包層，包括藍寶石光纖、包層液體和毛細玻璃管，毛細玻璃管同軸環設于藍寶石光纖外部，毛細玻璃管與藍寶石光纖包圍形成的密閉空間內填充有包層液體；包層液體的折射率小于藍寶石光纖，且折射率為1.60～1.71。本發明通過引入包層液體填充于毛細玻璃管與藍寶石光纖之間，替代現有的固體包層方式，避免高溫環境下膨脹系數不匹配而造成的包層開裂情況，并且能有效保護藍寶石光纖，避免其在高溫過程中的損傷，降低其光傳輸損耗。

技術領域

本發明涉及光纖技術領域，特別是一種液體藍寶石光纖包層及其制備方法。

背景技術

目前，藍寶石光纖在高溫高壓等惡劣環境中有很好的應用前景，藍寶石光纖使用壽命長，具有穩定的物理化學性能、良好的環境適應性和穩定性，藍寶石光纖符合普朗克定律，可以單點標定保證全量程測量不確定度；藍寶石光纖熔點高，具體為2045℃，可在1900℃的環境長期工作，瞬間達到2000℃也能正常工作；并且其響應速度比較快。但與普通的光纖不同，藍寶石光纖是單晶光纖，因制作工藝，它是沒有包層的裸光纖，正因其沒有包層，當其在高溫環境下工作時，光纖表面會損傷，出現沉積物，因此光很有可能會從光纖逸出，從而造成光損失。因此對藍寶石光纖進行包層覆蓋是目前熱門研究方向，現有技術是利用尖晶石MgAl₂O₄、多晶Al₂O₃和特氟龍等通過燒制和旋涂對藍寶石光纖進行包層涂覆，但是這樣的包層加工產率低、高溫下不穩定，包層因膨脹系數不匹配易開裂等問題，因此難以實現對藍寶石光纖的有效保護。

發明內容

本發明的目的在于，提供了一種液體藍寶石光纖包層及其制備方法，用于解決現有技術中。

為解決上述技術問題，本發明提供了第一解決方案：提供了一種液體藍寶石光纖包層，包括藍寶石光纖、包層液體和毛細玻璃管，毛細玻璃管同軸環設于藍寶石光纖外部，毛細玻璃管與藍寶石光纖包圍形成的密閉空間內填充有包層液體；包層液體的折射率小于藍寶石光纖，且折射率為1.60～1.71。

其中，毛細玻璃管包括管體和一對固定件，管體為筒狀結構并同軸環設于藍寶石光纖外部，一對固定件分別設置于管體的兩端并設有供藍寶石光纖貫穿的通孔，通過固定件將包層液體約束在管體和藍寶石光纖之間的密閉空間中。

其中，管體的長度小于藍寶石光纖。

其中，以質量份計，包層液體由90～110份的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇-3-葡萄糖苷溶液和30～40份的氯化鈉晶體混合后組成。

為解決上述技術問題，本發明提供了第二解決方案：提供了一種液體藍寶石光纖包層的制備方法，其步驟包括：藍寶石光纖預處理，包層液體制備以及液體藍寶石光纖包層裝配；液體藍寶石光纖包層的制備方法用于制備前述第一解決方案中液體藍寶石光纖包層。

其中，藍寶石光纖預處理步驟具體包括：將藍寶石光纖依次置于丙酮、乙醇和去離子水中分別進行超聲清洗5～30min，并置于真空干燥箱烘干。

其中，包層液體制備步驟具體包括：以質量份計，將90～110份的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇-3-葡萄糖苷溶液和30～40份的氯化鈉晶體混合后形成包層液體。

其中，液體藍寶石光纖包層裝配步驟具體包括：取毛細玻璃管的管體同軸環設于預處理后的藍寶石光纖，通過一固定件將管體和藍寶石光纖的一端密封后，向管體和藍寶石光纖之間注入包層液體，注滿后通過另一固定件將管體和藍寶石光纖的另一端密封。

其中，管體的長度小于藍寶石光纖。

其中，包層液體的注入厚度為60～110μm。