CN105182467A - 一种液相化学去除光纤涂覆层的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光纤涂覆层去除方法和装置，包括容器以及位于容器中的双层或三层液体结构；处于双层或三层液体结构中底层保护液体之上的腐蚀液体层中的光纤涂覆层被腐蚀去除光纤涂覆层，实现中段去除光纤涂覆层的目的。腐蚀液体层的厚度决定了光纤涂覆层中段去除窗口的长度，改变腐蚀液体层的厚度，可以方便地获得长短不同的光纤涂覆层中段去除窗口长度，腐蚀液体层的厚度理论上可以小于1mm。短的中段去除窗口长度光纤在金属化光纤的气密封装中有广泛应用。

Description

一种液相化学去除光纤涂覆层的方法和装置

技术领域

本发明涉及光纤通讯、光纤传感和光纤激光器等光纤应用领域，特别涉及去除光纤涂覆层的方法和装置。

背景技术

光纤由纤芯、包层和涂覆层构成，纤芯和包层的材质主要是熔石英玻璃，包层的材质为聚酰亚胺树脂、或者聚丙烯酸树脂。在光纤通讯、光纤传感和光纤激光器的一些应用中，需要将光纤涂覆层去除，露出包层，以便在光纤包层表面沉积金属层，或者化学腐蚀缩减包层的外部尺寸，或者紫外光照射包层，制作光纤光栅。现有的去除方法有机械去除、激光去除、化学去除等。去除涂覆层最常用的方法是机械去除，如用剥线钳去除，该方法便宜，实用方便，但容易带来光纤的机械损伤，且表面去除不净，也不能实现光纤的中段涂覆层去除。激光去除可以实现光纤涂覆层的中段去除，但成本高，激光热去除的有机物碳化残留物会影响光纤后续使用，激光热去除高温导致的光纤内应力也会使光纤的机械强度变差，紫外激光去除，则可能会降低光纤纤芯的光敏性，影响光栅结构的写入。利用热浓硫酸的化学去除可无损伤地去除光纤涂覆层，但现有方法难以实现中段去除，特别是难以获得短的中段去除窗口。

发明内容

本发明目的就是针对现有技术中存在的不足，提供一种去除光纤涂覆层的方法和装置，它对光纤的纤芯和包层无光学和机械损伤，表面清洁度高，适合中段去除，特别适合短的中段去除。

本发明技术方案是：一种光纤涂覆层去除方法的装置，它包括容器以及位于容器中的双层液体结构，其特征是：所述的双层液体结构为处于底层的保护液体和处于上层的腐蚀液体双层结构；所述保护液体密度大于所述腐蚀液体，且相互不发生溶解；所述保护液体不与光纤发生化学反应，也不溶解或溶胀光纤；所述腐蚀液体能够与光纤涂覆层发生化学反应，或者溶解或溶胀光纤涂覆层，但不与光纤的包层发生化学反应。

较好的技术方案是所述的容器内装有三层液体，最底层的第一保护液体、中间层的腐蚀液体和最上层的第二保护液体三层结构，所述第一保护液体密度大于所述腐蚀液体，且相互不发生溶解；所述腐蚀液体密度大于所述第二保护液体，且相互不发生溶解；所述第一保护液体和第二保护液体不与光纤发生化学反应，也不溶解或溶胀光纤。

所述的腐蚀液体为强酸性液体。所述的保护液体是不同密度的氟化油。

本发明还提供一种光纤涂覆层去除方法，它包括以下步骤：它是将光纤垂直插入光纤涂覆层去除方法的装置中，所述的光纤涂覆层去除方法的装置包括容器以及位于容器中的双层液体结构，所述的双层液体结构为处于底层的保护液体和处于上层的腐蚀液体双层结构；所述保护液体密度大于所述腐蚀液体，且相互不发生溶解；所述保护液体不与光纤发生化学反应，也不溶解或溶胀光纤；所述腐蚀液体能够与光纤涂覆层发生化学反应，或者溶解或溶胀光纤涂覆层，但不与光纤的包层发生化学反应。

较好的技术方案是：所述的容器内装有三层液体，最底层的第一保护液体、中间层的腐蚀液体和最上层的第二保护液体三层结构，所述第一保护液体密度大于所述腐蚀液体，且相互不发生溶解；所述腐蚀液体密度大于所述第二保护液体，且相互不发生溶解；所述第一保护液体和第二保护液体不与光纤发生化学反应，也不溶解或溶胀光纤。

本发明方法具体包括以下步骤：

(1)、将氟化油保护液体加入玻璃容器内，氟化油保护液体的厚度大于光纤涂覆层保留段的长度；

(2)、再加入浓硫酸腐蚀液体，浓硫酸腐蚀液体的厚度为光纤涂覆层中段去除窗口的长度；

(3)、将液体加热至50摄氏度；

(4)、迅速插入光纤至玻璃容器内，3分钟后迅速取出，再迅速置于去离子水中，超声震荡清洗5分钟；

(5)、取出光纤，100摄氏度烘干。

将光纤垂直插入容器中的液体结构后，位于上层腐蚀液体中的这部分光纤涂覆层就会被化学反应去除，或者溶解去除，或者溶胀后再施以机械摩擦力去除，其它部分的涂覆层则依然附着在光纤包层上，这样就实现了中段去除光纤涂覆层的目的。腐蚀液体层的厚度决定了光纤涂覆层中段去除窗口的长度，改变腐蚀液体层的厚度，可以方便地获得长短不同的光纤涂覆层中段去除窗口长度，腐蚀液体层的厚度理论上可以小于1mm。短的中段去除窗口长度光纤在金属化光纤的气密封装中有好的应用。

本技术方案中的腐蚀液体直接接触空气，可能向空气中挥发物质，或从空气中吸收水分等物质，因而对环境要求较高，另一方面，较强的毛细现象会导致去除窗口长度与腐蚀液体的厚度不一致。

本发明较好的方法是：它包括以下步骤：

(1)、将氟化油保护液体加入玻璃容器内，氟化油保护液体的厚度大于光纤涂覆层保留段的长度；

(2)、再加入浓硫酸腐蚀液体，浓硫酸腐蚀液体的厚度为光纤涂覆层中段去除窗口的长度；

(3)、再在浓硫酸腐蚀液体上加入氟化油保护液体；

(4)、将液体加热至50摄氏度；

(5)、迅速插入光纤至玻璃容器内，3分钟后迅速取出，再迅速置于去离子水中，超声震荡清洗5分钟；

(6)、取出光纤，100摄氏度烘干。

本技术方案中的第二保护液体隔绝了腐蚀液体与空气接触，避免了腐蚀液体向空气中挥发物质，或从空气中吸收水分等物质，因而对环境要求不高。另一方面，腐蚀液体与第二保护液体形成了新的热力学界面，减弱了毛细现象，使得光纤涂覆层去除窗口长度与腐蚀液体的厚度更接近，涂覆层端口也更加齐整。

进一步地，上述两种方案中所述的腐蚀液体可以是能够与有机的光纤涂覆层发生化学反应的强氧化剂，比如浓硫酸；也可以是有机溶剂或者几种溶剂的混合液体，可溶解或溶胀光纤涂覆层。

进一步地，为了加速反应，可对整个液体加热。

进一步地，容器可以是玻璃材质的，或是氟塑料材质的。

进一步地，保护液体是不同密度的氟化油。

进一步地，光纤可以是带状光纤，也可以是单根光纤。

本发明的有益技术效果在于：

1)通过控制腐蚀液体的厚度控制光纤涂覆层中段去除窗口长度，可以方便地获得各种窗口长度的涂覆层中段去除光纤，特别是可容易获得短尺寸的中段去除光纤；

2)通过低温液体腐蚀液去除光纤涂敷层，在涂敷层去除过程没有硬质物体接触，光纤没有机械应力损伤；

3)利用低温液体腐蚀液去除光纤涂敷层，不会产生高温，没有热应力带来的损伤；

4)通过控制腐蚀时间和温度，可充分去除涂覆层物质，没有激光热去除过程中产生的炭化现象；去除过程没有紫外光参与，不会影响光纤的紫外敏感性，不影响光纤光栅的特性。

附图说明

图1是光纤横截面的基本结构示意图

图2是光纤涂覆层中段去除后的结构示意图

图3是本发明液相化学去除光纤涂覆层装置实施例1的结构示意图。

图4是本发明液相化学去除光纤涂覆层装置实施例2的结构示意图。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

图1中的光纤011由纤芯11、包层12和涂覆层13构成。

图2中的光纤011中段去除涂覆层13后露出包层12。

实施例1

如图3所示，本发明液相化学去除光纤涂覆层装置包含一个玻璃容器21,、玻璃容器21中的最底层为氟化油保护液体22，保护液体22之上为浓硫酸腐蚀液体23，玻璃容器21之下为热盘24；氟化油保护液体22在温度25摄氏度时的密度为1.94克每毫升，浓硫酸腐蚀液体23的浓度为98％，在温度25摄氏度时的密度为1.83克每毫升，光纤为康宁SMF-28e。

去除方法和步骤：

1)将氟化油保护液体22加入玻璃容器21内，氟化油保护液体22的厚度应大于光纤涂覆层保留段的长度。

2)再加入浓硫酸腐蚀液体23，静置5分钟后，浓硫酸腐蚀液体23的厚度约为1.5mm。

3)将液体加热至50摄氏度

4)迅速插入光纤至所需位置，3分钟后迅速取出，再迅速置于去离子水中，超声震荡清洗5分钟。

5)取出光纤，100摄氏度烘干。

结果：获得了光纤涂覆层中段去除窗口长度约为2mm的光纤，露出的光纤包层表面无残留。

实施例2

如图4所示，本发明液相化学去除光纤涂覆层装置包含一个玻璃容器21、玻璃容器21中的最底层为氟化油第一保护液体22，保护液体22之上为浓硫酸腐蚀液体23，浓硫酸腐蚀液体23之上为氟化油第二保护液体34，玻璃容器21之下为热盘24；氟化油第一保护液体22在温度25摄氏度时的密度为1.94克每毫升，氟化油第二保护液体34在温度25摄氏度时的密度为1.43克每毫升，浓硫酸腐蚀液体23的浓度为98％，在温度25摄氏度时的密度为1.83克每毫升，光纤为康宁SMF-28e。

去除方法和步骤：

1)将氟化油第一保护液体22加入玻璃容器21内，氟化油第一保护液体22的厚度应大于光纤涂覆层保留段的长度。

2)再加入浓硫酸腐蚀液体23，静置5分钟后，浓硫酸腐蚀液体23的厚度约为1.5mm。

3)将氟化油第二保护液体34缓慢加入玻璃容器21内。

4)将液体加热至50摄氏度

5)迅速插入光纤至所需位置，3分钟后迅速取出，再迅速置于去离子水中，超声震荡清洗5分钟。

6)取出光纤，100摄氏度烘干。

结果：获得了光纤涂覆层中段去除窗口长度约为1.5mm的光纤，露出的光纤包层表面无残留，涂覆层去除端口齐整。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限定，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均人属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种光纤涂覆层去除方法的装置，它包括容器以及位于容器中的双层液体结构，其特征是：所述的双层液体结构为处于底层的保护液体和处于上层的腐蚀液体双层结构；所述保护液体密度大于所述腐蚀液体，且相互不发生溶解；所述保护液体不与光纤发生化学反应，也不溶解或溶胀光纤；所述腐蚀液体能够与光纤涂覆层发生化学反应，或者溶解或溶胀光纤涂覆层，但不与光纤的包层发生化学反应。

2.根据权利要求1所述的一种光纤涂覆层去除方法的装置，其特征是：所述的容器内装有三层液体，最底层的第一保护液体、中间层的腐蚀液体和最上层的第二保护液体三层结构，所述第一保护液体密度大于所述腐蚀液体，且相互不发生溶解；所述腐蚀液体密度大于所述第二保护液体，且相互不发生溶解；所述第一保护液体和第二保护液体不与光纤发生化学反应，也不溶解或溶胀光纤。

3.根据权利要求1所述的一种光纤涂覆层去除方法的装置，其特征是：所述的腐蚀液体为强酸性液体。

4.根据权利要求1所述的一种光纤涂覆层去除方法的装置，其特征是：所述的保护液体是不同密度的氟化油。

5.一种光纤涂覆层去除方法，它包括以下步骤：它是将光纤垂直插入光纤涂覆层去除方法的装置中，所述的光纤涂覆层去除方法的装置包括容器以及位于容器中的双层液体结构，所述的双层液体结构为处于底层的保护液体和处于上层的腐蚀液体双层结构；所述保护液体密度大于所述腐蚀液体，且相互不发生溶解；所述保护液体不与光纤发生化学反应，也不溶解或溶胀光纤；所述腐蚀液体能够与光纤涂覆层发生化学反应，或者溶解或溶胀光纤涂覆层，但不与光纤的包层发生化学反应。

6.根据权利要求5所述的一种光纤涂覆层去除方法，其特征是：所述的容器内装有三层液体，最底层的第一保护液体、中间层的腐蚀液体和最上层的第二保护液体三层结构，所述第一保护液体密度大于所述腐蚀液体，且相互不发生溶解；所述腐蚀液体密度大于所述第二保护液体，且相互不发生溶解；所述第一保护液体和第二保护液体不与光纤发生化学反应，也不溶解或溶胀光纤。

7.根据权利要求5所述的一种光纤涂覆层去除方法，其特征是：它包括以下步骤：

(1)、将氟化油保护液体加入玻璃容器内，氟化油保护液体的厚度大于光纤涂覆层保留段的长度；

(2)、再加入浓硫酸腐蚀液体，浓硫酸腐蚀液体的厚度为光纤涂覆层中段去除窗口的长度；

(3)、将液体加热至50摄氏度；

(4)、迅速插入光纤至玻璃容器内，3分钟后迅速取出，再迅速置于去离子水中，超声震荡清洗5分钟；

(5)、取出光纤，100摄氏度烘干。

8.根据权利要求5所述的一种光纤涂覆层去除方法，其特征是：它包括以下步骤：

(1)、将氟化油保护液体加入玻璃容器内，氟化油保护液体的厚度大于光纤涂覆层保留段的长度；

(2)、再加入浓硫酸腐蚀液体，浓硫酸腐蚀液体的厚度为光纤涂覆层中段去除窗口的长度；

(3)、再在浓硫酸腐蚀液体上加入氟化油保护液体；

(4)、将液体加热至50摄氏度；

(5)、迅速插入光纤至玻璃容器内，3分钟后迅速取出，再迅速置于去离子水中，超声震荡清洗5分钟；

(6)、取出光纤，100摄氏度烘干。