[發明專利]高分辨石英光纖傳像束的制備方法及石英光纖傳像束

有效

• 申請號: 202110413175.5
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113511807B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 許彥濤;郭海濤;崔曉霞;侯超奇;高菘;張巖
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: C03B37/028
• 分類號: C03B37/028;C03C25/16;C03C25/42;G02B6/06
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 唐沛

1.一種高分辨石英光纖傳像束的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將石英光纖預制棒拉制成300～1000微米的光纖；

步驟2：將若干根所述光纖組成一束，排制成緊密堆積結構的復絲棒，且保持復絲棒兩端的光纖位置一一對應；

步驟3：將復絲棒浸入含有過渡金屬離子的SiO₂溶膠溶液中；

所述過渡金屬離子為Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺，所述含有過渡金屬離子的SiO₂溶膠溶液中的Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺分別以FeCl₃、CoCl₂、NiCl₂形式引入；所述含有過渡金屬離子的SiO₂溶膠溶液中最終過渡金屬離子濃度比為，Fe₂O₃:CoO:NiO:SiO₂＝0.3wt％:0.3wt％:0.4wt％:100wt％；

步驟4：取出復絲棒，置于烘箱中進行凝膠脫水熱處理，再在真空條件下進行高溫燒結熱處理，得到相鄰光纖之間的縫隙以及最外層光纖外表面都填充有吸光劑的復絲棒；

步驟5：把填充有吸光劑的復絲棒用拉絲塔拉制成所需直徑，得到填充有吸光劑的石英光纖傳像束；

其中，SiO₂溶膠溶液是按照如下步驟制備的：

步驟S1：按配方精確稱取過渡金屬氯化物，加去離子水配成所需濃度的過渡金屬溶液；

步驟S2：將過渡金屬溶液加入正硅酸乙酯，攪拌均勻，加入鹽酸，加熱60℃，攪拌反應2小時，得到含有過渡金屬離子的SiO₂溶膠溶液，其中，正硅酸乙酯與去離子水的比例為：Si(OC₂H₅)₄:H₂O＝1mol:30mol；鹽酸與去離子水的比例為：HCl:H₂O＝0.7mol:30mol。

2.根據權利要求1所述的高分辨石英光纖傳像束的制備方法，其特征在于：所述步驟4中，烘箱中熱處理的溫度為50～80℃，時長≥12小時；所述真空條件下進行熱處理的溫度為850～1000℃，時長≥2小時。

3.一種石英光纖傳像束，由若干光纖排制成緊密堆積的光纖束，其特征在于：相鄰光纖之間的縫隙及最外層光纖的外表面上均填充有吸光劑；所述吸光劑采用含有過渡金屬離子的SiO₂溶膠溶液制成；

所述過渡金屬離子為Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺，所述含有過渡金屬離子的SiO₂溶膠溶液中的Fe³⁺、Co²⁺、Ni²⁺分別以FeCl₃、CoCl₂、NiCl₂形式引入；

所述含有過渡金屬離子的SiO₂溶膠溶液中最終過渡金屬離子濃度比為，Fe₂O₃:CoO:NiO:SiO₂＝0.3wt％:0.3wt％:0.4wt％:100wt％；

所述SiO₂溶膠溶液是按照如下步驟制備的：

步驟S1：按配方精確稱取過渡金屬氯化物，加去離子水配成所需濃度的過渡金屬溶液；

步驟S2：將過渡金屬溶液加入正硅酸乙酯，攪拌均勻，加入鹽酸，加熱60℃，攪拌反應2小時，得到含有過渡金屬離子的SiO₂溶膠溶液，其中，正硅酸乙酯與去離子水的比例為：Si(OC₂H₅)₄:H₂O＝1mol:30mol；鹽酸與去離子水的比例為：HCl:H₂O＝0.7mol:30mol。