[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 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 分辨 石英 光纖 傳像束 制備 方法 | ||
本發明公開了一種高分辨石英光纖傳像束的制備方法及石英光纖傳像束，該制備方法簡單實用，可以降低傳像束的串擾率，提高對比度。該方法的實現過程主要包括：首先將石英光纖預制棒拉制成300～1000微米的光纖，將光纖排制成復絲棒，然后利用溶膠?凝膠法，制備出含有過渡金屬離子的SiO2溶膠溶液，然后將排好的復絲棒浸入溶膠溶液中，再把復絲棒取出，烘干，經高溫熱處理后，復絲棒間隙中填充滿含有過渡金屬離子的SiO2吸光劑，再把復絲棒拉制成所需尺寸，得到填充有吸光劑的石英光纖傳像束。
技術領域
本發明屬于光電功能材料領域，具體涉及一種高分辨石英光纖傳像束的制備方法及石英光纖傳像束。
背景技術
光纖傳像束具有可繞性好、耐輻照、抗電磁干擾等特點，在醫療診斷、發動機內部檢測等領域具有重要的應用。相比于電子傳像束，光纖傳像束外徑最細可做到0.35mm，遠小于電子傳像束的芯徑，并且不受電磁干擾，因此在醫療、核工業等領域具有不可替代的優勢。
最早的傳像束是基于多組分玻璃材料的玻璃光纖傳像束。近年來，隨著石英光纖材料的發展，石英光纖傳像束獲得了越來越多的應用。相對于玻璃傳像束，石英傳像束具有透過率高、傳輸距離長，機械性能好、斷絲率低的優點，作為高品質傳像束在醫療、核工業等領域具有重要應用。
為了提高傳像束的對比度，防止光纖單絲像元之間的光串擾，需要在傳像束單絲之間引入吸收層，吸收掉單絲像元的泄露光。
傳統玻璃光纖傳像束的吸收層是通過在玻璃組分中引入過渡金屬離子，制備成黑色細絲分布在光纖像元之間，或制備成黑色玻璃管套在光纖預制棒外層，在光纖單絲外層形成一層吸收層。但是對于石英光纖傳像束，目前沒有相應的吸收材料制備吸收絲，且由于制備工藝的制約，也難以在石英外層摻入過渡金屬離子做吸收層。
發明內容
針對石英光纖傳像束難以引入吸收層的問題，本發明提出了一種基于溶膠凝膠法制備吸收層的工藝，
本發明的基本思路為：
制備出一種過渡金屬離子的SiO2溶膠熔液，把排制好的復絲棒浸入溶膠溶液中，再經低溫凝膠脫水、高溫燒結熱處理，在光纖單絲間隙中形成含過渡金屬離子的SiO2吸收層。
本發明所采用的技術方案為：
提供了一種高分辨石英光纖傳像束的制備方法，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；
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。
具體來說，上述過渡金屬離子為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。
具體來說，上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＝
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