專利名稱：一種石英光纖傳像束的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石英光纖傳像束制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及大截面和超長(zhǎng)距離的光纖傳像束，為ー種石英光纖傳像束。
背景技術(shù)：
光纖傳像束是由許多根光纖單絲有規(guī)則排列而成，并且光纖兩端具有對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)，包含數(shù)萬個(gè)像元，能夠進(jìn)行傳光和傳像的ー種光學(xué)器件，如果圖I。由于其柔性、無源、抗輻射、抗電磁干擾等特點(diǎn)，所以大多應(yīng)用于ー些復(fù)雜環(huán)境的圖像傳輸。目前的光纖傳像器件主要為多組分玻璃的光纖傳像束，由于其原材料本身吸收損耗比較大的特點(diǎn)，當(dāng)傳像距離超過2米以后，透過率就非常低，降低了傳像質(zhì)量，所以要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的圖像傳輸，多組分玻璃光纖傳像束是不能滿足需求的。目前石英光纖拉制的時(shí)候都會(huì)在光纖外面涂覆保護(hù)層來保證光纖絲的強(qiáng)度，但是也増加了光纖絲的直徑，那么要用石英光纖細(xì)絲制作傳像束，首先就要解決光纖絲的強(qiáng)度問題。而利用復(fù)絲法拉制傳像光纖，由于エ藝限制，想制作出截面直徑大于3_，同時(shí)又具有上萬甚至幾十萬個(gè)像元，基本上還是無法實(shí)現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的問題是目前光纖傳像器件采用的多組分玻璃光纖傳像束不能滿足長(zhǎng)距離圖像傳輸?shù)男枨?。本?shí)用新型的技術(shù)方案為ー種石英光纖傳像束，由單絲直徑50 μ m以下的石英光纖細(xì)絲集合成束，所述石英光纖細(xì)絲為芯皮結(jié)構(gòu)。石英光纖細(xì)絲的數(shù)目由其自身直徑和所制造的傳像束粗細(xì)決定。石英光纖傳像束的長(zhǎng)度大于5米。石英光纖傳像束的截面為任意形狀和尺寸。石英光纖傳像束的兩端根據(jù)需要制作成有序排列的各種端面形狀。本實(shí)用新型提出ー種石英光纖傳像束，截面形式和尺寸多祥，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度超過5米的超長(zhǎng)距離的光纖傳像器件，可以在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。由于石英材料的特性，光在光纖傳輸過程中的吸收損耗比多組分玻璃要低很多，所以大多用在超長(zhǎng)距離的信號(hào)傳輸和能量傳輸方面。本實(shí)用新型將石英光纖用于制作光纖傳像束，在保證傳輸質(zhì)量的前提下，解決了長(zhǎng)度大于5米的圖像傳輸問題。

圖I為本實(shí)用新型光纖傳像束結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型石英光纖拉絲示意圖。
具體實(shí)施方式
、[0015]如圖1，本實(shí)用新型由單絲直徑50 μ m以下的石英光纖細(xì)絲集合成束，所述石英光纖細(xì)絲為芯皮結(jié)構(gòu)。先將具有芯皮結(jié)構(gòu)的石英預(yù)制棒經(jīng)高溫爐拉制成直徑50 μ m以下的石英光纖細(xì)絲，石英光纖細(xì)絲直徑直接影響著傳像束的分辨率的高低，也就是傳像質(zhì)量的高低。在拉絲過程中當(dāng)光纖細(xì)絲從高溫爐出來后進(jìn)行涂覆浸潤(rùn)劑，光纖絲從高溫爐出來后，在上收卷機(jī)構(gòu)之前這段時(shí)間進(jìn)行涂覆，這樣保證光纖還沒有接觸到其他機(jī)構(gòu)，即還沒有受到外加損傷時(shí)就涂覆浸潤(rùn)劑進(jìn)行保護(hù)，只在光纖本體上涂覆即可，然后再進(jìn)行收卷，來達(dá)到保護(hù)光纖細(xì)絲的目的；然后將拉制好的細(xì)絲通過溜絲排片エ藝進(jìn)行成片、疊片、固化、切割、磨拋、鎧裝等エ序加工后制作成石英光纖傳像束。溜絲排片エ藝又稱為排絲疊片法或溜絲疊片法，《纖維光學(xué)與光纖應(yīng)用技木》(遲澤英陳文建，南京理工大學(xué)出版社，2006. 11)中有相關(guān)記載。這種石英光纖傳像束是由數(shù)萬根具有芯皮結(jié)構(gòu)的石英光纖細(xì)絲集合成束，石英光纖細(xì)絲的數(shù)目由其自身直徑和所制造的傳像束粗細(xì)決定；傳像束的截面可以是任意形狀和尺寸；傳像束的長(zhǎng)度可以超過5米甚至更長(zhǎng)。這種石英傳像束還可以通過使用不同類型的預(yù)制棒拉制光纖單絲用來傳輸特定波長(zhǎng)的光學(xué)信號(hào)；光纖束的兩端可以根據(jù)需要制作成有序排列的各種端面形狀。本實(shí)用新型傳像束的制造具體步驟為 I)將具有芯皮結(jié)構(gòu)的石英預(yù)制棒拉制成單絲直徑為50 μ m以下的石英光纖細(xì)絲，如圖2所示，在拉絲過程中對(duì)光纖細(xì)絲涂覆玻璃纖維浸潤(rùn)劑，以保護(hù)光纖細(xì)絲；拉絲過程中，控制高溫爐的爐溫的波動(dòng)在正負(fù)1°C以內(nèi)，通過張カ輪對(duì)光纖細(xì)絲的張カ進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，保證拉絲過程中爐溫和張カ的穩(wěn)定，光纖細(xì)絲涂覆過玻璃纖維浸潤(rùn)劑后經(jīng)過張カ輪后進(jìn)行收卷；控制高溫爐的爐溫時(shí)，采用電壓補(bǔ)償器穩(wěn)定電網(wǎng)，同時(shí)用質(zhì)量流量計(jì)控制高溫爐的保護(hù)氣體流量，液體流量計(jì)控制冷卻水流量，使単位時(shí)間的水流和氣流在拉絲過程中保持穩(wěn)定；2)將拉制好的石英光纖細(xì)絲利用溜絲排片法制作石英光纖傳像束；石英光纖細(xì)絲的溜絲速度低于80m/min。在溜絲排片エ藝中，對(duì)溜絲裝置設(shè)置排絲張カ控制裝置，排絲張カ控制裝置為傳感機(jī)構(gòu)，由角度傳感器和カ矩電機(jī)組成，力矩電機(jī)分別為放絲電機(jī)和收絲電機(jī),通過連接軸將角度傳感器的輸出軸和收絲電機(jī)的電機(jī)軸連接起來。力矩電機(jī)カ矩大小可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍在0-3mN. M，角度傳感器通過前述輸出軸和電機(jī)軸的連接檢測(cè)收絲電機(jī)的力矩，當(dāng)角度傳感器的輸出軸在0-45°范圍轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，角度傳感器輸出直流電壓給溜絲排片エ藝中的排絲系統(tǒng)，用于控制放絲電機(jī)轉(zhuǎn)速，保證放絲電機(jī)與收絲電機(jī)轉(zhuǎn)速同步，光纖絲不會(huì)被拽斷。石英光纖細(xì)絲的溜絲速度要低于80m/min。目前石英光纖細(xì)絲的直徑可以做到2(Γ50μπι范圍。50μπι以上的光纖絲ー個(gè)是直徑大了絲會(huì)很脆，不適合溜絲用，再有就是直徑粗了會(huì)降低分辨率，50 μ m以上的細(xì)絲制作傳像束由于分辨率太低已經(jīng)沒有意義了。因此本實(shí)用新型主要針對(duì)50 μ m以下的光纖細(xì)絲。下面通過具體實(shí)施例來說明本實(shí)用新型的實(shí)施I)先將具有芯皮結(jié)構(gòu)的石英預(yù)制棒經(jīng)過高溫爐拉制成25 μ m的細(xì)絲，在拉絲過程中通過對(duì)光纖細(xì)絲涂覆玻璃纖維浸潤(rùn)劑，來達(dá)到保護(hù)光纖細(xì)絲的目的；玻璃纖維浸潤(rùn)劑在本實(shí)用新型制造過程中都可以達(dá)到保護(hù)光纖細(xì)絲的目的，進(jìn)ー步的，分別用淀粉類和石蠟類玻璃纖維浸潤(rùn)劑進(jìn)行試驗(yàn)，淀粉類的玻璃纖維浸潤(rùn)劑對(duì)光纖細(xì)絲的保護(hù)沒有石蠟類的好，而且后期排片過程中，淀粉類的會(huì)使光纖有發(fā)澀的感覺，不利于排片，因此優(yōu)先選擇石蠟類的玻璃纖維浸潤(rùn)劑。2)將拉制好的細(xì)絲通過溜絲排片法集束成石英光纖傳像束，石英傳像束的截面為5_X8mm,長(zhǎng)度為15米。經(jīng)測(cè)試，這根石英傳像束的分辨率為211p /mm，可見光透過率為35%，滿足長(zhǎng)距離圖像傳輸?shù)男枨蟆?br> 權(quán)利要求1.ー種石英光纖傳像束，其特征是由單絲直徑50 μ m以下的石英光纖細(xì)絲集合成束，所述石英光纖細(xì)絲為芯皮結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種石英光纖傳像束，其特征是石英光纖細(xì)絲的數(shù)目由其自身直徑和所制造的傳像束粗細(xì)決定。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種石英光纖傳像束，其特征是石英光纖傳像束的長(zhǎng)度大于5米。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種石英光纖傳像束，其特征是石英光纖傳像束的截面為任意形狀和尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種石英光纖傳像束，其特征是石英光纖傳像束的兩端根據(jù)需要制作成有序排列的各種端面形狀。
專利摘要一種石英光纖傳像束，由單絲直徑50μm以下的石英光纖細(xì)絲集合成束，所述石英光纖細(xì)絲為芯皮結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型提出一種石英光纖傳像束，截面形式和尺寸多樣，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度超過5米的超長(zhǎng)距離的光纖傳像器件，可以在復(fù)雜環(huán)境下進(jìn)行遠(yuǎn)距離實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。本實(shí)用新型將石英光纖用于制作光纖傳像束，在保證傳輸質(zhì)量的前提下，解決了長(zhǎng)度大于5米的圖像傳輸問題。
文檔編號(hào)G02B6/06GK202433555SQ20112055454
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者孫磊, 張健明, 曾新華, 朱源圓, 李輝, 殷志東, 王蓉, 陳莉 申請(qǐng)人:南京春輝科技實(shí)業(yè)有限公司