專利名稱：包層摻雜型彌散光纖的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
包層摻雜型彌散光纖，涉及對(duì)現(xiàn)有包層摻雜型彌散光纖的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
彌散光纖，又被稱為線性光纖、側(cè)面發(fā)光光纖或通體發(fā)光光纖。當(dāng)入射光線從彌散光纖的端面射入后，可以通過(guò)整個(gè)光纖的側(cè)表面射出，從而形成一根通體發(fā)光的光纖。由于它具有如此獨(dú)特的發(fā)光效果，常被用于醫(yī)學(xué)、環(huán)保等重要科技領(lǐng)域。
彌散光纖一般由具有高折射率的光纖芯材和低折射率的光學(xué)散射包層兩大部分組成。一般在光學(xué)散射包層中還均勻地?fù)接幸恍浬?，用以破壞光纖芯材和包層之間的反射界面。當(dāng)入射光在反射界面上遇到這些彌散劑后，就會(huì)從光纖芯材內(nèi)部透射出來(lái)，達(dá)到通體發(fā)光的效果。
在現(xiàn)有的彌散光纖中，其光學(xué)散射包層中摻入的彌散劑大多為金屬氧化物顆粒，它在光譜的紫外或可見(jiàn)光波段會(huì)有吸收，從而增加了光能量的損耗。而且為了能夠得到比較均勻的彌散光，希望彌散顆粒材料粒徑小到至少是其傳輸光波長(zhǎng)的量級(jí)，才能夠產(chǎn)生各個(gè)方向基本相同的散射，但由于量子尺寸效應(yīng)，金屬氧化物微粒粒徑越小，吸收峰的范圍越大，吸收強(qiáng)度越高，會(huì)進(jìn)一步加大傳輸光的吸收，縮短傳輸光的光譜范圍。因此，用摻有這類彌散劑的光學(xué)散射包層制得的彌散光纖，傳輸光譜范圍窄，應(yīng)用范圍小。且光傳輸損耗大，發(fā)光距離短，出光強(qiáng)度弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述存在的問(wèn)題，提出一種新型的包層摻雜型彌散光纖，在它的光學(xué)散射包層的基材中摻入的彌散劑為透明的無(wú)機(jī)非金屬氧化物材料。用它制作的彌散光纖具有較寬的傳輸光譜范圍，應(yīng)用范圍較大；且光傳輸損耗小，發(fā)光距離長(zhǎng)，具有較高的發(fā)光強(qiáng)度。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是由光纖芯層1和光學(xué)散射包層2構(gòu)成，在光學(xué)散射包層2的基材中摻有彌散劑3，其特征在于該彌散劑3為透明的無(wú)機(jī)非金屬氧化物材料。
該彌散劑3可為石英材料。該彌散劑3的摻入量按光學(xué)散射包層重量百分比計(jì)算為0.01～30％。
光學(xué)散射包層2的基材為透明高分子聚合物材料，例如為透明氟塑料材料。
在光學(xué)散射包層2外還可設(shè)有透明高分子聚合物材料的保護(hù)皮層4，例如選用透明硅橡膠材料作為保護(hù)皮層，對(duì)光學(xué)散射包層進(jìn)行機(jī)械保護(hù)。
采用本技術(shù)方案制得的彌散光纖，由于彌散劑本身為透明材料，在紫外、可見(jiàn)光波段的吸收都很小，因而其傳輸?shù)墓庾V范圍較寬，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。而透明的彌散顆粒由于同時(shí)存在顆粒表面上的反射光線和透過(guò)顆粒內(nèi)部的折射光線，在兩種散射方式的共同作用下，表現(xiàn)為其出光均勻性更好，并且對(duì)粒徑的要求不需要小到能和光波波長(zhǎng)比較的量級(jí)就能夠獲得較好的均勻散射光。對(duì)小粒徑的石英微粒而言，由于其本身的光吸收就相當(dāng)?shù)男?，所以也不?huì)造成光能量的太大損耗。綜合以上因素，它使得這種彌散光纖的發(fā)光距離長(zhǎng)，且具有較高的發(fā)光強(qiáng)度，尤其適合制成直徑小于1mm的細(xì)直徑彌散光纖，從而拓展了這種彌散光纖的應(yīng)用領(lǐng)域。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1以制作直經(jīng)為300μm的紫外彌散光纖為例。
1、首先選用市售牌號(hào)為GX-108的硅橡膠材料作為光纖的光學(xué)散射包層2的基材，在其中加入按重量百分比計(jì)算為30％的、粒徑典型值為3～4μm的石英顆粒，混合成均勻的懸濁液，待用；2、選用紫外光透過(guò)性良好的JGS1型石英棒，加熱軟化并拉制成200μm直徑的光纖芯層1；3、經(jīng)過(guò)冷卻后的光纖芯層1，通過(guò)涂覆器涂覆上經(jīng)步驟1配置好的摻雜了彌散劑3的石英顆粒懸濁液，通過(guò)熱固化爐將其固化，形成有光學(xué)散射包層2的彌散光纖；4、將經(jīng)以上步驟制得的彌散光纖再通過(guò)另一個(gè)涂覆器，涂覆上和光學(xué)散射包層2的基材相同的硅橡膠材料的皮層4，并固化得本發(fā)明產(chǎn)品。
實(shí)施例2-3工藝過(guò)程與實(shí)施例1相同，在光學(xué)散射包層2的基材中摻入的彌散劑3顆粒的粒徑和用量見(jiàn)表1。
表1

實(shí)施例4與上述實(shí)施例不同之處在于1、選擇聚全氟代乙丙烯(FEP)制成液芯光纖外包層管；2、將摻雜彌散劑3的光學(xué)散射包層材料涂覆在包層管內(nèi)表面，并通過(guò)加熱或紫外固化形成光學(xué)散射包層2；3、在經(jīng)步驟1和2制得的光學(xué)散射包層2內(nèi)充入液體芯料(市售硅油)作為芯層1；4、最后將其兩端用石英棒封堵，制成包層摻雜型的液芯彌散光纖產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.包層摻雜型彌散光纖，由光纖芯層(1)和光學(xué)散射包層(2)構(gòu)成，在光學(xué)散射包層(2)的基材中摻有彌散劑(3)，其特征在于該彌散劑(3)為透明無(wú)機(jī)非金屬氧化物材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包層摻雜型彌散光纖，其特征在于該彌散劑(3)為石英材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的包層摻雜型彌散光纖，其特征在于該彌散劑(3)的摻入量按光學(xué)散射包層重量百分比計(jì)算為0.01～30％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包層摻雜型彌散光纖，其特征在于光學(xué)散射包層(2)的基材為透明高分子聚合物材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的包層摻雜型彌散光纖，其特征在于在光學(xué)散射包層(2)外設(shè)有皮層(4)。
全文摘要
包層摻雜型彌散光纖，涉及對(duì)現(xiàn)有包層摻雜型彌散光纖的改進(jìn)。它由光纖芯層1和光學(xué)散射包層2構(gòu)成，在光學(xué)散射包層2的基材中摻有彌散劑3，其特征在于該彌散劑3為透明的無(wú)機(jī)非金屬氧化物材料。由于此彌散劑本身為透明材料，在紫外、可見(jiàn)光波段的吸收都很小，因而其傳輸?shù)墓庾V范圍較寬。而透明的彌散顆粒存在顆粒表面上的反射光線和透過(guò)顆粒內(nèi)部的折射光線，在兩種散射方式的共同作用下，其出光均勻性更好。綜合以上因素，它使得這種彌散光纖的發(fā)光距離長(zhǎng)，且具有較高的發(fā)光強(qiáng)度，尤其適合制成細(xì)直徑彌散光纖，從而拓展了這種彌散光纖的應(yīng)用領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G02B1/04GK1866066SQ200610085218
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2006年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月5日
發(fā)明者林間, 殷志東, 李剛, 丁寶貴, 湯玲, 曾新華, 陳莉, 歐書(shū)方, 徐劍, 趙敏健 申請(qǐng)人:南京春輝科技實(shí)業(yè)有限公司