[發(fā)明專利]光纖面板及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011563999.2
• 申請(qǐng)日: 2020-12-25
• 公開（公告）號(hào): CN112679087B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈金升;廉姣;劉娟;侯偉杰;劉輝;張洋;石鈺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司
• 主分類號(hào): C03B37/028
• 分類號(hào): C03B37/028;C03B37/15;C03B37/018;G02B6/02;G02B6/06;G02B6/08
• 代理公司: 北京鼎佳達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11348
• 代理人: 張曉萍;劉鐵生

本發(fā)明是關(guān)于一種光纖面板及其制備方法和應(yīng)用。所述光纖面板包括陣列排布的數(shù)條光纖，光纖包括摻鍺石英玻璃或純石英玻璃芯料；摻氟石英玻璃皮料，包覆于芯料的外側(cè)；摻鍺石英玻璃包覆層，包覆于皮料的外側(cè)；包覆層鍺含量大于芯料鍺含量；相鄰的包覆層熔接為一體；制備方法包括：取摻氟石英玻璃管，在其內(nèi)部沉積摻鍺石英玻璃或純石英玻璃，在其外圍沉積摻鍺石英玻璃；熱熔得預(yù)制棒；將預(yù)制棒進(jìn)行n次“拉絲和排列”，得到n次復(fù)絲棒；n為2或3；加熱所述n次復(fù)絲棒使其熔合，拉板，光學(xué)加工，得到光纖面板。所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使所述光纖面板對(duì)紫外光線的透過(guò)率≥62％，擴(kuò)大了光纖面板的應(yīng)用范圍，從而更加適于實(shí)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光纖制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光纖面板及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

光纖面板是由數(shù)千萬(wàn)根光學(xué)纖維有規(guī)則的排列后，經(jīng)過(guò)高溫熔壓而成的硬質(zhì)傳像元件。光纖面板中每根單元絲兩端按照一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系緊密排列，使其輸入和輸出端在幾何上一一對(duì)應(yīng)，每一根單元絲傳遞一個(gè)像點(diǎn)，從而起到像傳導(dǎo)的作用。因光纖面板具有高分辨率、級(jí)間耦合損失小、可以無(wú)失真?zhèn)鬟f圖像等優(yōu)異的光學(xué)性能，作為光學(xué)成像系統(tǒng)的輸入或輸出窗口，光纖面板常用于圖像耦合、圖像增強(qiáng)、圖像顯示等場(chǎng)景，在微光夜視、粒子探測(cè)、機(jī)載顯示、雷達(dá)顯示等方面發(fā)揮重要作用。

光纖面板中每根光纖是由皮料包覆芯料而成，芯料為高折射率材料，皮料為低折射率材料，入射光線在芯料與皮料界面處發(fā)生全反射從而在芯料中進(jìn)行傳導(dǎo)?，F(xiàn)有技術(shù)中光纖面板的制備工藝如下：通過(guò)熔壓爐使纖維束熔合，將熔合后的纖維束排列為坯板裝入金屬模具中，再將金屬模具置于熱壓爐中加熱，待其溫度升至纖維皮料的軟化點(diǎn)后，在機(jī)械壓力下坯板熔合。

現(xiàn)有技術(shù)中的光纖面板，其芯料有鈉硼硅酸鹽玻璃、鉀硼硅酸鹽玻璃、鈉鋅鋁硅酸鹽玻璃等，這些玻璃對(duì)400～700nm波段具有高透過(guò)率，但是對(duì)紫外波段的光會(huì)發(fā)生強(qiáng)吸收，因此此類光纖面板無(wú)法用于紫外光波段的傳像。而石英光纖雖然對(duì)紫外光有良好的透過(guò)率，可以用于紫外光波段的傳像，但是由于石英光纖的加工性能無(wú)法適用現(xiàn)有技術(shù)中光纖面板的制備工藝，目前其僅能被制造為柔性光纖，不能滿足光纖面板對(duì)于機(jī)械強(qiáng)度的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的在于提供一種光纖面板及其制備方法和應(yīng)用，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使所述光纖面板對(duì)紫外光線的透過(guò)率≥62％，擴(kuò)大了光纖面板的應(yīng)用范圍，從而更加適于實(shí)用。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種光纖面板，包括陣列排布的數(shù)條光學(xué)纖維，所述的光學(xué)纖維包括：芯料，其材質(zhì)為摻鍺石英玻璃或純石英玻璃；皮料，包覆于所述芯料的外側(cè)；所述皮料的材質(zhì)為摻氟石英玻璃；和包覆層，包覆于所述皮料的外側(cè)；所述包覆層的材質(zhì)為摻鍺石英玻璃；所述包覆層中的鍺含量大于所述芯料中的鍺含量；相鄰的所述光學(xué)纖維的包覆層熔接為一體。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選的，前述的光纖面板，其中以摩爾百分含量計(jì)，所述芯料中的鍺含量≤5％；所述皮料中的氟含量為1～3％；所述包覆層中的鍺含量為10～15％。

優(yōu)選的，前述的光纖面板，其對(duì)于波長(zhǎng)≤400nm的光線的透過(guò)率≥62％。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種光纖面板的制備方法，其包括以下步驟：

1)預(yù)制棒制備：取摻氟石英玻璃管作為皮料管，在其內(nèi)部沉積摻鍺石英玻璃或純石英玻璃作為芯料，在其外圍沉積摻鍺石英玻璃作為包覆層；熱熔，得預(yù)制棒；所述包覆層中的鍺含量大于所述芯料中的鍺含量；

2)纖維拉制：將所述預(yù)制棒進(jìn)行n次“拉絲和排列”，得到n次復(fù)絲棒；n為2或3；

3)加熱所述n次復(fù)絲棒使其熔合，拉板，光學(xué)加工，得到光纖面板。

本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。