CN1033983A - 对光导纤维涂层进行强化处理的方法和设备 - Google Patents

Abstract

在拉伸而成的光导纤维上涂敷至少一层涂层材 料。这样的涂层材料一般都是能够用紫外线进行强 化处理的材料，它为光导纤维提供了机械和环境保 护。试验表明，光导纤维的强化处理温度对于处理后 的涂层材料的切变模量具有明显的影响。为了使光 导纤维上的涂层材料具有理想的切变模量，通过控制 照射在涂层材料上的红外波长辐射的能量，来控制强 化处理过程中涂层材料的温度。

Description

本发明所涉及的是对光导纤维上的涂层进行强化处理的方法和装置。

受涂层材料影响最大的光导纤维性能是其强度和传输损失。可能使光导纤维遭受进一步损坏的涂层缺陷主要是由于涂层材料涂敷不当而引起的。必须避免产生诸如大的气泡或孔隙、具有过薄区域的非同心涂敷、或者间断涂敷等缺陷。当涂层的厚度等于光导纤维的半径时，涂层的非同心性会很明显地导致诸如绞接损失等弊病。

光导纤维的所谓“微弯曲”现象会导致光导纤维中的传输损失。当光导纤维受到机械压力时，例如在移动光缆的过程中或者组成光缆的纤维受环境温度变化或机械操作影响时，光导纤维会产生弯曲。如果这种因压力而引起的光导纤维轴线的自由弯曲形变含有微米范围内的周期性成分，传播的光就会从光导纤维的缆芯中逸出。这种损失学术上称为微弯曲损失，它可能是很大的，因此必须避免光导纤维受到这种引起微弯曲的压力。

人们采用了两种类型的涂层材料来解决这一问题。一种是具有较高切变模量（例如10⁹Pa），或者中间模量（例如10⁸Pa）的单层涂层，它用于需要光导纤维具有较高强度的情况下，或者是用于带有缓冲管的光缆中。在后一情况下，光导纤维对微弯曲的敏感性已不是一个重要问题。

用得越来越多的是具有双层涂层的光导纤维，它用来获得予计的柔性和改进的性能。由于降低涂层材料的切变模量能够减少光导纤维所承受的应力，因而能够降低光导纤维对微弯曲的敏感性。一般采用具有较低切变模量（例如10⁵～10⁷Pa）的材料来制作光导纤维的内层或初始涂层。初始涂层的切变模量应能够有效地促使光导纤维可能产生的弯曲成为位于微弯曲范围之外的长周期弯曲。这样的材料能够在光导纤维的工作寿命期间内减小由于布线，安装或环境变化而引起的微弯曲损失。为了适应于各种使用区域的温度条件，具有低切变模量的涂层材料必须能够在大约-40℃～77℃的环境里有效。在上述初始涂层上涂有具有较高的变模量的外层或第二涂层。该外层涂层通常由具有较高切变模量的材料构成，以便为光导纤维和初始涂层提供抗磨性和低的摩擦系数。这种双层涂层能够通过初始涂层对光导纤维起到缓冲作用、同时通过第二涂层分散光导纤维受到的力，从而使光导纤维免受弯曲力矩的影响。

在1984年10月2日批准的美国专利4474830中披露了一种在处于运动之中的光导纤维上涂敷两层涂层材料的方法。

在将涂层材料涂到运动中的光导纤维上之后，需要对涂层材料进行强化处理，这种处理一般是通过紫外线辐射的方式来进行的。在一些涂敷系统中，在涂上第二涂层材料之前，首先涂上初始涂层材料并且用紫外线能量进行处理。当光导纤维进入用于涂敷第二涂层的装置时，如果初始涂层材料的温度不够低，初始涂层材料的粘度就会很低，以至于使初始涂层材料产生变化。如果涂层材料接受过多的红外辐射，就会出现上述不希望出现的较高温度的现象。在美国专利4636405中，是通过用一个腔室包围光导纤维来解决上述问题的，该腔室对于紫外光来说是透明的，但是它包括一个外套，其中通以水流以便吸收红外能量。

最为重要的是保证涂在光导纤维上的涂层材料的切变模量要在所需的数值范围之内。通常是将需要涂敷的涂层材料样品在室温下以片状方式进行强化处理，以便估价其切变模量。研究表明，尽管片状形式的涂层材料具有令人满意的切变模量，但是将它涂在光导纤维上并进行强化处理后，其模量往往超过了上述数值。

因此，已有技术中不曾有过这样的涂敷和强化处理装置，它能够涂敷涂层材料，同时又能控制经强化处理后的涂层材料的切变模量。人们所要求而又不曾获得的正是这样的系统，它能够将涂层材料涂在光导纤维上，而其经强化处理后的切变模量又在所需的范围之内。需要提供一种方法，它能够确保涂在光导纤维上的涂层材料在经过强化处理之后，其切变模量和测试中所获得的模量值相同。

根据本发明所提供的方法和装置能够解决上述问题。根据本发明的方法，在拉出光导纤维之后，在其上涂以涂层材料，然后再对该涂层材料进行处理。

一般说来，对光导纤维的涂敷系统包括一层由可强化处理的涂层材料构成的内层或初始涂层，以及包围上述涂层的外层或第二涂层。上述初始涂层被称为缓冲层，其切变模量低于外层的切变模量。

上述缓冲层的切变模量性质对于防止微弯曲来说是至关紧要的。过去，以片状方式强化的涂层材料样品的切变模量和在光导纤维上强化的涂层材料的切变模量之间存在不相一致的现象，这种不相一致的现象归之于强化处理条件的不一致，并且可以追溯到它们在强化处理温度上的不同。

根据本发明的方法，对涂层材料的强化处理是在涂层材料处于预定温度时进行的。假如已确定涂层材料的切变模量将随着强化温度的提高而降低，那么上述两种参数之间的关联性就可以用来控制涂层材料在涂到运动光导纤维上面之后并进行强化处理时的切变模量。

一种用于控制强化处理中光导纤维上涂层材料的温度的装置可以包括一个石英管，运动的光导纤维穿过上述石英管。在放置该石英管的外壳中还装有一个紫外线灯。一种红外吸收气体流过上述石英管，并且还可以流过外壳。该气体的组份和温度决定了它所能吸收的红外辐射量，从而也就决定了在紫外强化处理过程中涂在运动中的光导纤维上的一层或数层涂层材料的温度。经强化处理后的涂层材料的切变模量是强化处理温度的函数。

以下为对附图的说明

附图1是整个光导纤维生产线的透视图，在此生产线中，光导纤维由一个坯料上拉出，然后涂上一层或多层聚合涂层材料;

附图2是用于将双层涂层材料涂在运动光导纤维上的装置的纵向剖面图;

附图3是具有双层涂层的光导纤维的横向剖面图;

附图4是附图2所示装置的局部视图;

附图5是一曲线图，它显示了光导纤维上涂层材料强化处理温度和最终切变模量之间的关系;

附图6是用于在各种温度下确定切变模量的测试装置的示意图;

附图7是用于对涂层材料进行强化处理的装置的放大视图;

附图8是用于对运动光导纤维上的涂层材料进行强化处理的本发明另一种实施方案的示图。

参见附图1，图中所示的装置总地用标号20来标誌，它用来由一个经特别制备的园柱形胚料22拉制出光导纤维21并随后在其上涂上涂层。胚料22的直径一般为17mm，长度为60cm，对它进行局部和对称的加热，使其温度达到2000℃左右，进而拉制出光导纤维21。当胚料22被送入并穿过炉子23时，就可以由融熔状的材料上拉出光导纤维21来。

如附图1所示，拉制系统包括一个炉子23，胚料22在该炉中被向下拉到光导纤维的粗细程度，然后再将光导纤维从加热的区域拉出。在靠近炉子出口处的地方采用装置24来测量光导纤维的直径，测量的结果成为控制系统的输入信号。在上述控制系统中，被测的直径值与预定值进行比较，其输出信号用于控制拉伸速度，使光导纤维的直径达到所需的数值。

在测定光导纤维21的直径之后，采用装置25在光导纤维上涂上一层或数层保护涂层。在涂有涂层的光导纤维21通过中心调整规26之后采用紫外线装置27来处理涂层材料，使之强化。装置28用来测量带涂层的光导纤维的外径，测量过的光导纤维通过绞盘29并且卷绕成筒，以便在投入使用或出售之前进行测试和存放。

参见附图2，图中显示了如本发明所述的涂敷器62的最佳方案，用于在处于运动之中的光导纤维上涂上双层的涂层材料。该涂敷器具有轴线57，光导纤维沿该轴线运动。附图3显示了具有双层涂层材料63和64的光导纤维21。涂敷器62用于分别将单层的涂层材料63和64涂在光导纤维21上（见图3）。例如，拉制而成的光导纤维的外径大约为125μm，在涂上两层涂层材料之后，总的外径大约为250μm。

涂敷器62包括一个具有锥形入口66的外壳65，进入入口促进光导纤维21的不断增大。锥形入口66与一个园柱形的通道67相连，该通道连到第一腔室68。第一腔室68的底部69呈园锥形状，它与园柱形通道70相通，该通道又连到第二腔室71。第二腔室71的底部72呈园锥形状，它与园柱形通道73相连。

涂敷器62的工作方式是使腔室68，71和外界大气压之间存在一定的压差，外界气压大于腔室内的气压。在最佳实施方案中，腔室68和71分别通过管道76和77与真空源（附图2中未示）相连。

分别具有开口84和86的第一和第二模具81、82与园柱形通道67、70和73相对准，每个模具开口84和86由被称之为端面的壁所限定。所谓“模具”是指涂敷器中用来最终确定或帮助确定围绕光导纤维的给定涂层的部件。和一些已知的装置不同，本装置不须直接限定涂层的厚度。从附图4中可以看到，分别与第一和第二模具相关联的模具开口84和86的直径大于通道73的直径。另一方面，通道67和70的直径可以大于也可以小于模具开口的直径。然而在本发明的最佳实施方案中，为了防止空气的流入，选取了具有较小直径的通道67和70，在典型的实例中，开口86和84的直径大约为光导纤维外径的1.5倍。

另外，涂敷器还具有用于提供两种涂敷材料的流动通道。第一模具81的模具块88具有表面89，该表面与外壳部件92的表面91相平行并且相隔一定的间距。这种园盘形流动通道已见诸于如前所述的美国专利4474830和4512944中。表面89和91之间的间隔就形成了第一涂层材料94的流动通道93，该材料为光导纤维提供了缓冲层63。流动通道93至少有一部份垂直于光导纤维沿纵向轴线57的运动路径。在最佳实施方案中，流动通道93是园盘形的，它垂直于光导纤维的运动路径。此外，上述流动通道93在平行于光导纤维运动路径的方向上具有相对说来较小的厚度。所谓厚度是指在涂层材料涂敷处附近平行于光导纤维运动路径（即沿轴线57）方向上的间隔尺寸，它一般小于光导纤维直径的3倍，并最好小于光导纤维直径的2倍。

之所以趋向于使得上述间隔或流动通道在平行于光导纤维运动通道的方向上具有较小的厚度，是为了避免在涂层材料94由其供给源（图中未示）沿流动通道93流动时产生旋涡。这样的旋涡或环流会产生不希望发生的不稳定性，进而导致在涂层材料63中形成气泡。

类似地，第二涂层材料103沿着模具81和82的表面107与109之间所形成的流动通道105压送到第一涂层材料94之上并且使之位于第一涂层材料和第二模具的端面110之间。流动通道105也至少有一部份垂直于光导纤维的运动路径，在最佳实施方案中即垂直于轴线57。

流动通道105的厚度也小于光导纤维直径的3倍。另外，试验证明最好通过垂直于光导纤维轴线57的表面形成与第二模具之间的间隔。这样，每一种涂层液体在各自的间隔区域中垂直地流向光导纤维的轴线，直到进入最接近于运动中的光导纤维的过渡区域为止。

在如附图2和附图4所示的装置中，光导纤维首先通过第一模具81，然后进入位于靠近第一模具出口处的第二模具82。为了便于将腔室68和71中的空气排除出去，为管道76和77设计了较大的直径。第一涂层液体94通过由表面89和91之间的间隔所形成的流通通道93压送到光导纤维上，而第二涂层材料103则是通过流动通道105来压送的。

恰当地选取光导纤维的拉伸速度，涂层材料的输送压力，围绕光导纤维的模具孔径，以及流动通道的方向，使得在第一涂层材料和模具81的端面之间以及在第二涂层材料和模具82的端面之间形成一个间隙。如附图4所示，在第一涂层材料和第一模具的端面97之间形成了一个间隙95，同样，在第二涂层材料和第二模具的端面110之间形成了间隙101。每个间隙最好延伸到模具的开口之内，并至少延伸到涂层材料与运动中的光导纤维相接触的起始点。

上述间隙95和101能够有效地在涂层材料94，103和端面97、110之间分别形成自由表面114和112。同样值得指出的是，当涂层材料94和103由各自的流动通道中流出并流向光导纤维21时，又形成了自由表面116和117，它们分别与自由表面112、114相配合，确定了涂层材料94和103的涂膜。上述间隙是由于腔室与外部环境之间的压差而形成的。如果没有这样的压差，就会在运动中的光导纤维和涂悴牧系慕岷洗Σ矶嗥荩苹底杂杀砻嫠际耐磕ぃ率鼓＞呖谥谐渎坎悴牧稀?

在模具开口部位中形成自由表面防止了在运动中的光导纤维和端面之间产生剪切力场，这一点对第二模具来说尤为重要，因为如果在第一涂层材料和第二涂层材料之间产生剪切力，就会破坏已经涂在光导纤维上的涂层。间隙的形成有助于在涂层材料流到光导纤维上以及流到第一或者说内层涂层上时，在模具的开口部位中提供一个平滑的过渡区域。它也有助于使间隙免受涂层液体中所出现的任何异常现象的影响。

根据本发明，当每一涂层液体在自由端面的附近作纵向运动时，其流动速度就会加速到光导纤维的运动速度。这样，当涂层液体施加到光导纤维和施加到第一涂层上时，涂层液体的速度就不会产生任何突变。

从间隙95和101的形成还可以获得另外的好处。由于有了这样的间隙，就可以通过调整涂层材料94和103的输送压力来调节经涂敷后的光导纤维的直径。

上述装置的再一个优点是减小了拉伸出的光导纤维在运动到涂敷器之前的冷却程度，这一点是很必要的。与运动中的光导纤维相邻的空气起着吸热的作用。随着空气温度的升高，它的粘着性也增高了，这就增加了它渗杂到液体涂层材料中去的几率。由于所建立起的压差，在双层涂敷器62的通道73中基本上没有空气粘附性的增高，从而也无渗杂。此外，由于光导纤维和涂层液体相接触的时间较短，因此在光导纤维上形成一层或多层涂层之前，就不存在明显降低涂层粘度的足够时间。减缓被拉伸的光导纤维的冷却是必要的，并且可以采用较高的线速度。

在将一种或几种涂层材料涂在运动中的光导纤维上之后，需要对之进行强化处理。通常选用能够用紫外线（UV）进行强化处理的涂层材料。如前所述，一些光导纤维造厂家在涂敷和强化外层涂层之前，首先对内层进行强化处理。

试验表明，涂在光导纤维上的能够用紫外线予以强化的涂层材料的切变模量是强化处理中所用温度的函数。附图5显示了一种涂层材料的上述函数关系。从图中可以看到，强化处理温度越高，经处理后的涂层材料的切变模量也就越低。在附图5中，涂层材料在每种温度下都进行了充分的强化处理，因而既使进一步接受紫外辐射也不会提高其切变模量。

参见附图6，装置120将初始涂层材料样品122固定在由夹具126-126伸出来的金属套圈124-124之间，通过UV枪127，在模拟拉伸装置的条件下提高温度对样品进行强化处理。由于两层涂层基本上是同时涂敷和强化的，因此要适当选择初始涂层样品的几何形状，以便尽量减少样品与空气的接触。在进行强化处理之后，以振荡的方式来测量在25℃条件下的切变模量。当采用装置129来振荡一个夹具时，变送器128便进行上述测量。对若干初始涂层材料样品的试验表明，切变模量和强化温度之间存在很强的反比例依赖关系。这些结果能够解释在以往对该性质的测量中所遇见的不一致现象。

对切变模量随强化处理温度变化这一现象可以作如下的解释：可能由于预聚物具有相对长的链状分子结构或者为齐聚物，在链状结构的两端各连有丙烯酸功能团，经UV强化处理后的涂层材料是通过自由基机制而聚合的。由UV产生的具有自由电子或者说非配对电子的小分子量促进剂与丙烯酸功能团相互作用并且与之相链合。丙烯酸功能团中一个双健的破裂为与促进剂形成一个新键提供了一个电子，同时又提供了一个新的非配对电子，该电子被称为自由基，它现在出现在齐聚物一促进剂结中。这个自由基破坏了位于另一个齐聚物分子中的丙烯酸功能团，形成一个新键和一个新的自由基。原来的丙烯酸功能团现在为3个分子形成了一个结。新的自由基与另一个丙烯酸功能团相作用，这样的链式反应不断进行下去。由于每一个分子链的两端都能够进行这种链式生长反应，因此很快就会形成一个交联结构。

经强化处理的涂层材料的切变模量正比于交联密度，即单位体积中交联的数目。一般说来，终止交联传递的终止机能远远慢于交联反应。

当强化温度较高时，终止反应相对于交联反应的速度就大大加快，或者说终止机能会超过联接机能。上述加速的作用不仅在于降低了三向交联的生长，而且还留下了自由端，从而进一步降低了分子链彼此联接的程度，因此减小了切变模量。

在包括UV灯在内的强化处理装置27中（参见附图1），具有的红外（IR）波长辐射成份用来在强化处理过程中将涂层材料的温度保持为大约200℃。从附图5中可以知道，这样的温度值可能将切变模量降低于所需的数值。

典型的强化处理腔130（见附图7）具有一个外壳132。外壳132之内有一石英管134，其轴线136与外壳的轴线相平行。上述石英管134的内径大约为2.5cm，壁厚为1mm，拉伸出的光导纤维穿过其中。在每一个腔室130中装有一个长形的石英卤素灯138，它平行于光导纤维的运动路径，并且发射出用于对涂层材料进行强化处理的紫外辐射。灯138和光导纤维所穿过的石英管134位于椭园形镜面139-139的两个焦点上，以便确保运动中的光导纤维的整个外周都能受到由灯138发射出的光辐射的照射。

光导纤维所通过的石英管134对于由灯所发射的紫外光辐射来说是透明的，因此，采用这样的石英管不会妨碍对涂在运动中的光导纤维上的涂层材料进行强化处理。对涂层材料的紫外线强化处理是由大约位于200-400nm波长范围内的辐射能量来完成的。然而，紫外光源具有宽得多的频谱，它包含上述波长范围之外的能量。在这一波长范围之外的那部份能量，尤其是红外辐射会导致在腔室中产生过多的热量，这使得石英管达到大约400℃的温度，并且使穿过石英管的光导纤维在对涂在其上的涂层材料进行强化处理的过程中达到大约200℃的温度。

经强化处理的涂层材料其切变模量产生所不希望的变化的问题可以通过在强化过程中对温度进行控制来予以克服。试验表明，可以采用在强化处理装置中加入能够吸收红外辐射的混合气体的方法来消除UV源中红外成份的影响，同时又不影响UV的作用。

在本发明的最佳实施方案中，是让一种红外吸收气体流过石英管134和外壳132。该气体具有予定的组份和温度，因而能够调节传到光导纤维的涂层上的红外成份的能量。这样就能够控制涂在运动光导纤维上的涂层材料的温度值，该温度值又控制了经强化处理的涂层材料的切变模量。红外吸收气体最好能够有效地使强化处理在予定的温度下进行，该温度大约在25-200℃的范围之内。

上述气体组份对于UV辐射来说应是相对透明的。一种合适的气体为二氧化碳和水的混合物。潮湿的空气适合于用来作为红外吸收气体。

气体的温度是该气体流动速度的函数。要想降低流动气体的温度，就应增加其流速。

从附图5中可以看到，光导纤维上的涂层材料的切变模量与强化处理温度相关联。如果所用涂层材料的切变模量太高，就可以让红外吸收气体以断续的方式流过石英管和/或外壳132，或改变该气体的组份和温度，通过增加强化处理中的红外加热量，从而将最终的切变模量降到预定值。如果涂层原材料的切变模量大致相当于成品所需的模量，红外吸收气体组份和温度的选取就应能确保在强化过程中不致于使切变模量下降。经充分强化处理后光导纤维上的涂敷材料的切变模量不会因进一步暴露于辐射而变化。

尽管在上述最佳实施方案中，UV源中发出很强的红外能量成分，对这样的成分进行了滤波，以便在它到达光导纤维之前从中除去一定量的红外辐射能量，然而本发明却不受此方案的限制。例如，在有的情况下还需要引入红外波长范围之内的辐射能量，使之与能够强化的材料相作用，以便获得具有所需切变模量的强化材料。

在另一种实施方案中（参见附图8），管状部件142包括一个管子134，管子外面具有一层与之同心但彼此隔开的套层144。这种结构提供了一个腔室146，诸如红外吸收气体或水之类的流体可以流过该腔室，上述流体对于UV辐射来说是透明的。运动光导纤维上的涂层由灯138所产生的紫外辐射进行强化处理，但是在强化过程中保持在被控制的温度上。

腔室146的径向厚度也可以用来将强化处理温度控制在予定值上。一般说来，该径向厚度大致为1cm。作为涂层温度控制的结果，涂层材料的切变模量可以控制在对应于由采用如附图6表示的测试装置所获得的模量值上。

此外，这样的装置还可以用来仅仅除掉UV辐射中的一部分红外成分。流过套层的液体可以是水和诸如酒精或有机溶剂等吸收较少红外辐射的液体的混合体。

上述装置仅仅是用于简单说明本发明的实例，根据本发明的原理，本技术领域里的普通技术人员还可以想出其氖凳┓桨福庑┓桨付荚诒痉⒚鞯姆段е凇?

Claims (12)

1、一种用于控制可强化材料的切变模量的方法，该材料是用紫外线辐射来予以强化的，该方法包括用紫外线辐射源对可强化材料进行照射，从而使之强化的步骤，其特征在于：控制由辐射源发射的辐射能量，以便在强化处理中依据可强化材料的温度来控制对它的加热，使强化处理后的材料的切变模量达到预定值。

2、一种制造具有一层涂层材料的光导纤维的方法，该方法包括从一个坯料中拉出光导纤维，在拉伸出的光导纤维上涂敷一种可强化的涂层材料，采用紫外线辐射对上述涂层材料进行强化处理，然后将强化处理后的光导纤维缠绕起来，其特征在于，控制对涂层材料进行处理的温度，以便控制光导纤维上经强化处理后的涂层材料的切变模量。

3、如权利要求2所述的方法，其中对涂层材料进行强化处理的温度被控制在大约25-200℃的范围之内，以便使强化处理后的涂层材料具有予定的切变模量值。

4、如权利要求3所述的方法，其中对涂层材料的强化处理是通过让涂敷后的光导纤维穿过一个管子来进行的，管子中辐射源所发射的能量中有一部份成分具有红外波长，该方法还包括让一种红外线吸收气体流过上述管子，该气体组分和温度的选取应能够使光导纤维上的涂层在进行强化处理之后具有预定的切变模量值。

5、如权利要求4所述的方法，其中一种红外线吸收气体也从紫外线辐射源和上述管子之间流过。

6、如权利要求2所述的方法，其中所述的光导纤维上涂有一内层涂层和一外层涂层，上述内层涂层是在涂敷外层涂层之前进行强化处理的。

7、如权利要求2所述的方法，其中对所述涂层材料的强化处理是通过让光导纤维穿过一个管子来进行的，该管子具有一个腔室，所述的控制步骤包括让一种液体流过该腔室以便吸收红外波长范围内的能量。

8、如权利要求2所述的方法，其中光导纤维上涂有一内层涂层和一外层涂层，而且上述内外涂层的涂敷都是在强化处理之前进行的。

9、一种用于制造具有涂层的光导纤维的装置，它包括从坯料上拉出光导纤维的装置，用于在拉出的光导纤维上涂敷涂层材料的装置，用于在预定温度下对涂层材料进行强化处理的装置，用于使光导纤维沿其运动路径穿过上述涂敷装置和强化处理装置的装置，以及最后用于缠绕光导纤维的装置，其特征在于还包括滤波装置，它用来控制红外辐射对涂层材料的照射，从而控制对涂层材料进行强化处理的温度。

10、如权利要求9所述的装置，其中所述的滤波器包括用于控制强化处理温度的装置。以便使光导纤维上的涂层材料在经过强化处理之后具有预定的切变模量。

11、如权利要求9所述的装置，它包括用于让一种具有预定温度和组份的红外线吸收气体从紫外辐射源和运动中的光导纤维之间流过的装置。

12、如权利要求9所述的装置，其中所述的强化处理装置包括一个紫外辐射装置，所述的滤波装置包括一个穿过上述紫外辐射装置的石英管，而光导纤维则通过该石英管，一种红外吸收混合气体流过上述石英管，用于控制强化处理的温度，该石英管包括一个内壁和一个外壁，内外壁之间形成一个空腔，所述滤波装置包括用于将一种液体引入上述空腔的装置，以便在强化处理过程中控制照射到涂层材料上的红外线辐射能量。

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