[發(fā)明專利]一種低衰減的紫外光纖束器件及其制備方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202211298294.1 | 申請日： | 2022-10-23 |
| 公開（公告）號： | CN115657212A | 公開（公告）日： | 2023-01-31 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 肖力敏;蔣未;王草源;顧桔 | 申請（專利權(quán)）人： | 復(fù)旦大學 |
| 主分類號： | G02B6/255 | 分類號： | G02B6/255;G02B6/04 |
| 代理公司： | 上海正旦專利代理有限公司 31200 | 代理人： | 陸飛;陸尤 |
| 地址： | 200433 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 衰減 紫外 光纖 器件 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明屬于光學器件技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種低衰減紫外光纖束器件及其制備方法。本發(fā)明紫外光纖束器件由多根按順序緊密堆積方式排列的紫外光纖束縛在外圈的空心毛細管中組成；多根紫外光纖插入空心毛細管中，對毛細管進行熱融、拉錐，使得多根紫外光纖束縛在拉錐毛細管中形成緊密排列的紫外光纖束，然后對所述紫外光纖束進行高壓載氫處理，形成低衰減紫外光纖束器件。本發(fā)明所制備的紫外光纖束器件具有耐高溫、低衰減的特征，可以提高有效提高紫外光纖束傳輸功率，滿足紫外光傳輸應(yīng)用需求。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于紫外光纖技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種紫外光線束器件及其制備方法。
背景技術(shù)
紫外光纖束，其本身可以用在多個領(lǐng)域，比如傳像素光纖束，比如傳光照明光纖束，比如紫外固化應(yīng)用 以及半導體應(yīng)用中的紫外光線束曝光領(lǐng)域，光刻領(lǐng)域等等。而紫外光線束，其光纖合束方式，由于受到其材料的限制和合束材料后，由于其材料的原因，導致無法在高溫下的長期使用，如果碰到高功率的連續(xù)光波能量或者高脈沖能量的反射光，光纖束往往會在一段時間的使用后被分解或者打壞；在這種情況下，需要一個能夠承受紫外高功率或高脈沖能量的光纖束連接器。同時經(jīng)過后期處理，讓它光纖芯層和包層中富含氫離子，可以降低紫外光傳輸?shù)乃p，并延長光纖的使用壽命。
目前市場上現(xiàn)有的紫外光纖束，主要用無機膠或有機膠膠連將光纖連接成需要形狀和類型的光纖束。由于光源端的紫光光源為相干性較好的激光光源，其脈沖中心的能量值很大，一般在千焦到萬焦級別，其輸出光譜很窄，所以需要純度比較高的摻氟純硅芯光纖作為傳輸導體，而由于其輸出總功率較小，需要多束紫外光纖合束并線傳輸，在光纖束的另一端，通過圓形或者方形的輸出端頭，輸出方形或者圓形的需求光斑，該輸出端頭類似光闌，可以做到對輸出光路的整形和限制，使光纖束輸出后達到一個需要的圓形或方形光斑。
同時膠連的光纖束在輸出光后會由于其長期的應(yīng)用，高功率的光能長期在端面的散射和反射造成了大量的光子對端面的磨損，部分高功率激光反射回光纖束膠連處，會對光纖束產(chǎn)生開裂并且損毀。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種傳輸功率高的具有耐高溫、低衰減特性的紫外光線束器件及其制備方法。
本發(fā)明提供的耐高溫、低衰減紫外光纖束器件，由多根按順序緊密堆積方式排列的紫外光纖束縛在外圈的空心毛細管中組成；所述多根紫外光纖插入空心毛細管中，對毛細管進行熱融、拉錐，使得多根紫外光纖束縛在拉錐毛細管中形成緊密排列的紫外光纖束，然后對所述紫外光纖束進行高壓載氫處理，形成低衰減紫外光纖束器件。
具體地，本發(fā)明提供的低衰減紫外光纖束器件，由如下制備方法得到：
（1）準備多根紫外光纖，剝除紫外光纖的涂覆層，得到清潔的紫外光纖裸纖，備用；
（2）將多根紫外光纖裸纖依次插入到空心毛細管中，進行有序堆積排列；
（3）對內(nèi)含多根紫外光纖的毛細管放入光纖熔融拉錐機中，對其和堆積在管內(nèi)的紫外光纖，利用氫氧焰作短時間 （例如為20-30秒）加熱，即進行高溫熱熔，使其加熱部分玻璃化，其紫外光纖束頭部部分熔解，并合成一束紫外光纖；這里的氫氧焰的溫度一般在2500-3000度，可以直接對毛細管以及光纖進行熱熔；
同樣的，如果利用氫氧焰作長時間（例如為50-60秒）加熱，即進行熱融拉錐，使加熱部分完全玻璃化，光纖束直徑變小，變?yōu)殄F形；熱融拉錐后得到緊密束縛于毛細管中的縮小的紫外光纖束；
（4）對得到的紫外光纖束進行高壓載氫處理，補充紫外光纖中氫離子含量，減小衰減。
本發(fā)明中，所述對紫外光纖束進行高壓載氫處理，包括如下步驟：
（1）為了更好的讓紫外光纖可以通過載氫離子對光纖進行修復(fù)和優(yōu)化，可以在封閉空間對高溫熱融或熱融拉錐后的紫外光纖束通過電離輻射源，比如γ射線，進行小劑量預(yù)輻射處理；所述一般為 104戈瑞 到 2×104 戈瑞之間；
（2）將預(yù)輻射后的紫外光纖束送入100-120 Bar 的高壓氫氣室；
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