[實用新型]一種梯度折射率光纖復合絲及傳像束

有效

• 申請號: 202021109196.5
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN212134990U
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: 鄒快盛;韓玉權;潘麗娟;徐增
• 申請（專利權）人: 山東泉興銀橋光電纜科技發展有限公司
• 主分類號: G02B6/06
• 分類號: G02B6/06;G02B6/02
• 代理公司: 蘇州智品專利代理事務所(普通合伙) 32345
• 代理人: 王利斌

本實用新型涉屬于光纖器件領域，為解決現有技術中為提高傳像束透光率采用增大纖芯相對直徑或者減小包層相對厚度進而導致傳像束的分辨率變低問題，一種梯度折射率光纖復合絲及傳像束，包括：多根徑向梯度折射率玻璃絲、六邊形薄壁黑玻璃管套、若干黑玻璃絲，其特征在于：多根徑向梯度折射率玻璃絲以密六角方式組合排列，多根徑向梯度折射率玻璃絲設置于六邊形薄壁黑玻璃管套中，徑向梯度折射率玻璃絲之間的間隙以及多根徑向梯度折射率玻璃絲與六邊形薄壁黑玻璃管套之間的間隙均填充所述的黑玻璃絲。梯度折射率玻璃絲替代階躍折射率光纖提高了占空比、分辨率；填充的黑玻璃絲及黑玻璃管套進一步提高了傳像的透光率、像質對比度和光學傳遞函數。

技術領域

本實用新型屬于光學器件領域，涉及一種纖傳像束。

背景技術

光纖傳像束由柔性相干光纖束構成，是工業系統檢查或危險環境下的成像應用等必須從遠端位置傳輸圖像時的優選工具，傳像束規格多樣，可滿足各種非標準的成像應用。與傳統的光學成像器件相比，具有重量輕、使用方便、便于攜帶等優點，因而在內窺鏡、胃鏡等醫學精密光學設備都有應用，尤其是其耐輻射、耐腐蝕、抗電磁干擾，在軍事領域等特殊應用場合更是不可替代。

在一些心血管手術、腦血栓手術中，傳像束要在血管里面穿行，軟質的傳像束沒法做到自由穿行，因此本文提出的實用新型為硬質梯度折射率玻璃絲結構，解決了這一問題。

傳統的光纖傳像束中光纖一般是由雙層或多層結構，有纖芯和包層兩層，增大纖芯的相對直徑或者減小包層的相對厚度都可以提高傳像束的透光率，如果纖芯的相對直徑較大會導致傳像束的分辨率變低，對像質不利，同時如果包層的相對厚度太薄會增加光纖之間的串擾，不利于提升圖像的清晰度。

實用新型內容

為解決現有技術中為提高傳像束透光率采用增大纖芯相對直徑或者減小包層相對厚度進而導致傳像束的分辨率變低問題，提出了一種梯度折射率光纖復合絲包括：多根徑向梯度折射率玻璃絲、六邊形薄壁黑玻璃管套、若干黑玻璃絲，多根徑向梯度折射率玻璃絲以密六角方式組合排列，多根徑向梯度折射率玻璃絲設置于黑玻璃套管中，徑向梯度折射率玻璃絲之間的間隙以及多根徑向梯度折射率玻璃絲與六邊形薄壁黑玻璃管套之間的間隙均填充所述的黑玻璃絲。

優選的：徑向梯度折射率玻璃絲其徑向折射率呈拋物線分布。

優選的：徑向梯度折射率玻璃絲沒有外包層結構。

基于上述梯度折射率光纖復合絲的一種梯度折射率光纖傳像束，由若干梯度折射率光纖復合絲排列而成，排列方式為：正方形緊密排列或正六角形緊密排列。

上述方案的梯度折射率光纖復合絲在制作時需要在梯度折射率玻璃絲的基礎上進行多次拉絲，其主要制作過程如下：將梯度折射率基礎玻璃預制棒拉制成直徑為1mm的單絲，然后在一定溫度下進行離子交換，使得玻璃中的一價陽離子和熔鹽中的一價陽離子進行互擴散，實現玻璃中的某一種一價陽離子沿著玻璃絲徑向的濃度從中心到邊緣呈梯度分布，從而導致玻璃絲的折射率沿著徑向從中心到邊緣徑向梯度分布。使用離子交換的方法制備徑向梯度折射率玻璃絲，在特定溫度下交換若干時間后，熔鹽離子正好到達軸心，實際時間由實驗確定。

將完成離子交換的徑向梯度折射率玻璃絲取出清洗并晾干，放入準備好的V型槽鋁件進行排絲，排絲的方法為正六角形排列法；在玻璃絲的縫隙插入黑玻璃絲用以消除雜散光；為增強玻璃絲之間的消光作用，需要將排好的單元體（一般為直徑40mm）套上六邊形薄壁黑玻璃管套，形成一次復絲黑玻璃管預制棒；將一次復絲黑玻璃管預制棒再一次拉絲到直徑為1-2mm（縮小20-40倍，此時單絲直徑約50-25微米），結束之后再次使用一次復絲黑玻璃管預制棒相同的工藝再一次排絲，形成二次復絲預制棒，最后再經拉絲，此時可以將玻璃絲直徑再次縮小10倍，達到5-2.5微米的單絲直徑，最后封裝成器件。