CN103951184A - 一种大截面高分辨率光纤传像束制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大截面高分辨率光纤传像束制备方法。该方法包括以下步骤：1）将玻璃芯棒在400℃～550℃的温度下预热30～90分钟；2）经过预热后在700℃～900℃温度下拉细，并且重新排列组合成复合预制棒；3）对复合预制棒进行升温预热，设定拉丝机的送料速度和鼓轮的转速，并设定拉丝塔温度在700℃～900℃之间；4）开始拉制所需的高分辨率传像束的复合丝，并且用丝径测验器不停测量拉制的复丝的直径和圆度。5）将复合丝进行排列成片；6）将排列好的单片上胶叠层制备成传像束。本发明的光纤复丝直径最小可以达30μm,单丝直径最小可达8μm，最大截面为12mm×12mm，且暗丝率和断丝率要比传统酸溶法低。
Description
技术领域
本发明涉及了一种大截面高分辨率光纤传像束的制备方法。
背景技术
大截面高分辨率光纤传像束在军事，医疗工业以及科研上特别是医疗和军事领域有着广泛的应用，在军事侦察潜望镜，反坦克导弹系统以及一些精密的医疗内窥镜探测仪器中，均采用高分辨率大截面的光纤传像束，分辨要求50lp/mm以上，截面积在5×5mm以上。
目前制备光纤传像束的主要方法有两种:酸溶法和层叠法。用酸溶法制备的光纤传像束，光纤直径最小可达到8μm。即理想的极限分辨率为72lp/mm。但是传像束的截面一般只能做到3×3mm以下，光纤丝量少于15万。并且光纤直径越细用酸溶法会使断丝率和暗丝率增高。大截面法是制备大截面传像束光纤的另一种有效方法之一，但是光纤丝径一般不小于12μm，这是由于受限于拉丝和拍片工艺，成熟的光纤丝直径分布于15～16μm，即极限分辨率只能达到33lp/mm.
本文介绍了一种新的大截面高分辨率传光纤传像束的制备方法，利用复合拉丝法，可使传像束中的单丝直径达到8μm，分辨率达到65lp/mm以上，截面积达到12mm×12mm，物理和化学性能都得到了很大的提高。该产品将广泛适用于军事以及医疗领域等。
发明内容
技术问题：本发明解决了背景技术中的制备光制备纤传像束的方法存在光纤传像束单丝直径大，截面面积小，提高了高分辨率光纤传像束的物理柔韧性。
技术方案：本发明的一种大截面高分辨率光纤传像束的制备方法包括以下步骤：
1）将玻璃芯棒加热，并拉制成所需要尺寸的单细丝棒；
2）根据设计结构及尺寸将单细丝棒排列组合成复合预制棒；
3）将复合预制棒加热、拉制成复合细丝；
4）将上述复合细丝排列成单片，并用粘合剂固定；
5）将多个单片层叠，排列成所需要形状，并用粘合剂胶合成传像束；
6）对端面抛光研磨，并铠装。
其中：
所述玻璃芯棒预热，时间为30～90分钟；玻璃芯棒拉制成细丝棒的过程中拉丝塔温度为700℃～900℃。
所述步骤2）中的复合预制棒中的单根细丝棒至少为9根。
所述步骤2)中的细丝棒的直径在5mm～25mm之间，
所述步骤4)中的复合细丝的直径小于90μm，最小可达到30μm，其中f复合细丝中的单细丝的直径小于15μm，最小可达到8μm。
有益效果：由于本发明是先拉制出细丝棒，然后把若干根细丝棒排列成复合预制棒，对复合预制棒进行二次拉制，拉制出的复合细丝中含有若干根单丝，这样单丝直径可达到8～15μm，极限分辨率可以达到65lp/mm，截面积可以做到12x12mm以上，由此就大大提高了分辨率和截面面积。并且这种层叠的每根复合细丝中，含有若干根单丝，单丝直径比普通层叠法制备的传像束光纤中的单丝直径缩小，整个像束的分辨率也就相应的提高了。由于整个光纤中的复合细丝和单丝的直径变小，该光纤传像束的物理韧性和弯曲度也得到提高。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明步骤二中的9根单根细丝棒排列成复合预制棒的结构示意图；
图3是本发明最后所拉制备出的大截面高分辨率光纤传像束的端面示意图。
具体实施方式
本发明的具体方法如下：
实施例1
(1)将玻璃芯棒在480℃的温度下预热60分钟；
(2)经过预热后在820℃温度下的拉丝塔中拉细并且重新排列组合成复合预制棒；
(3)对复合预制棒在480℃的温度下进行升温预热60分钟；
(4)设定拉丝塔温度为820℃，开始拉制所需的高分辨率传像束的复合丝，并且用丝径测验器不停测量拉制的复丝的直径和圆度
(5)将复合丝进行排列成片；
(6)将排列好的单片上胶叠层制备成传像束。
本发明的一个实施例是将9根直径为15mm的外层折射率为1.52内芯折射率为1.62004的F2玻璃的单根细丝棒按正方形的方式排列成复合预制棒，胶合固定；将上述复合预制棒通过拉丝机在拉之城直径为30μm的复合细丝；将上述拉制成型的相关、同规格的复合细丝排列成单片；把排列好的单片用环氧胶固定，固化以后将单片按照正方形方式进行层叠并用胶水胶合固化形成了8×8mm的传像束光纤;对光纤进行切割，加硅橡胶保护管，金属端头和磨抛；此像束的单丝直径达到10um，分辨率高达50lp/mm，截面面积达到8×8mm。
实施例2
(1)将玻璃芯棒在480℃的温度下预热50分钟；
(2)经过预热后在820℃的温度下的拉丝塔中拉细并且重新排列组合成复合预制棒；
(3)对复合预制棒在480℃的温度下进行升温预热50分钟；
(4)设定拉丝塔温度为820℃，开始拉制所需的高分辨率传像束的复合丝，并且用丝径测验器不停测量拉制的复丝的直径和圆度
(5)将复合丝进行排列成片；
(6)将排列好的单片上胶叠层制备成传像束。
本发明的一个实施例是将16根直径为15mm的外层折射率为1.52内芯折射率为1.62004的F2玻璃的单根细丝棒按正方形的方式排列成复合预制棒，胶合固定；将上述复合预制棒通过拉丝机在拉之城直径为40μm的复合细丝；将上述拉制成型的相关、同规格的复合细丝排列成单片；把排列好的单片用环氧胶固定，固化以后将单片按照正方形方式进行层叠并用胶水胶合固化形成了10×10mm的传像束光纤;对光纤进行切割，加硅橡胶保护管，金属端头和磨抛；此像束的单丝直径达到10μm，分辨率高达50lp/mm，截面面积达到10×10mm。
实施例3
(1)将玻璃芯棒在500℃的温度下预热60分钟；
(2)经过预热后在800℃的温度下的拉丝塔中拉细并且重新排列组合成复合预制棒；
(3)对复合预制棒在500℃的温度下进行升温预热60分钟；
(4)设定拉丝塔温度为800℃，开始拉制所需的高分辨率传像束的复合丝，并且用丝径测验器不停测量拉制的复丝的直径和圆度
(5)将复合丝进行排列成片；
(6)将排列好的单片上胶叠层制备成传像束。
本发明的一个实施例是将25根直径为10mm的外层折射率为1.52内芯折射率为1.62004的F2玻璃的单根细丝棒按正方形的方式排列成复合预制棒，胶合固定；将上述复合预制棒通过拉丝机在拉之城直径为50μm的复合细丝；将上述拉制成型的相关、同规格的复合细丝排列成单片；把排列好的单片用环氧胶固定，固化以后将单片按照正方形方式进行层叠并用胶水胶合固化形成了12×12mm的传像束光纤;对光纤进行切割，加硅橡胶保护管，金属端头和磨抛；此像束的单丝直径达到12μm，分辨率高达42lp/mm，截面面积达到12×12mm。
Claims (6)
1.一种大截面高分辨率光纤传像束制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
1）将玻璃芯棒加热，并拉制成所需要尺寸的单细丝棒；
2）根据设计结构及尺寸将单细丝棒排列组合成复合预制棒；
3）将复合预制棒加热、拉制成复合细丝；
4）将上述复合细丝排列成单片，并用粘合剂固定；
5）将多个单片层叠，排列成所需要形状，并用粘合剂胶合成传像束；
6）对端面抛光研磨，并铠装。
2.根据权利要求所述的大截面高分辨率光纤传像束的制备方法，其特征在于所述玻璃芯棒折射率范围为1.46～1.65之间，预热时间为30～90分钟；玻璃芯棒拉制成细丝棒的过程中拉丝塔温度为700℃～900℃。
3.根据权利要求所述的大截面高分辨率光纤传像束的制备方法，其特征在于；所述步骤2）中的复合预制棒中的单根细丝棒在9～64根范围，复合预制棒的端面结构可以排列成正方形或正六边形。
4.根据权利要求所述的大截面高分辨率光纤传像束的制备方法，其特征在于；所述步骤2)中的细丝棒的直径在5mm～25mm之间。
5.根据权利要求所述的大截面高分辨率光纤传像束的制备方法，其特征
在于；所述步骤3)中的复合细丝的直径在30～80μm，其中单细丝的直径在8～15μm之间。
6.根据权利要求所述的大截面高分辨率光纤传像束的制备方法，其特征
在于；所述步骤4)中所用的混合胶水中胶水和偶联剂的质量比必须在10:1左右，比例上下浮动不超过10%。
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