CN111592217A - 一种高分辨率极细光纤传像束的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高分辨率极细光纤传像束的制备方法，包括以下具体步骤：选取折射率相匹配的玻璃棒和玻璃管，用于单丝的制备，利用洗洁精溶液和毛刷分别清洗玻璃棒和玻璃管的内外壁；将玻璃管套于玻璃棒外表面，在拉丝塔上制备长度相同的单丝，放于玻璃管内保存；将制备的单丝整齐排列于玻璃管内，单丝之间的相对距离在整个玻璃管内保持一致；在拉丝塔上将套有玻璃管的单丝集合拉制为一次复丝，即为光纤传像束。本发明的可提高传像质量，而且制作流程简洁，不易断丝，加工效果更好。

Description

一种高分辨率极细光纤传像束的制备方法
技术领域
本发明属于光纤传像束领域，具体涉及一种高分辨率极细光纤传像束的制备方法。
背景技术
光纤传像束是一种无源光纤传像器件，不需要外界的电源驱动，即可实现传像功能，光纤传像束由多根光纤丝组成，为了将图像信号准确地从输入端面传递到输出端面，传像束中的每一根光纤丝都要一一对应。在图像信号传输过程中，每根光纤丝相当于一个像元，其单丝直径的大小决定了传像束的分辨率，单丝直径越小，传像束的分辨率越高。随着光学检测技术的发展，高分辨率光纤传像束已用于医疗、工业和军事等多个领域，应用领域也在不断的拓宽，在医疗检测应用方面，对于泪道、血管、乳管和胆管等细小人体通道的检测，要求使用极细光纤传像束，对光纤传像束的直径和分辨率都有着较高的要求。
现有的光纤传像束制备方法有两种：层叠法和酸溶法。层叠法是通过将拉制的单丝光纤丝进行排丝，使其叠片成束，胶合固化后进行研磨抛光即可制得光纤传像束。由于层叠法是利用单丝光纤丝集合成束，光纤传像束的柔性较好，但该方法制得的光纤传像束单丝直径最细可达十几微米，难以达到较高的分辨率；酸溶法是通过在传统光纤包层外再加一层可溶于酸的外包层，拉制单丝光纤后将其组合再拉制出复丝纤维棒，根据所需长度密封好复丝纤维棒的两端，将其放置于酸性溶液中，将单丝光纤最外层包层溶解掉，即可得到柔性传像束。酸溶法通过复丝工艺可以制备高分辨率的光纤传像束，但当所需光纤传像束单丝直径过小时，利用酸溶法容易断丝，制作较为困难。
专利CN1828348A中利用酸溶法制造了小截面柔性传像束，依次通过拉制三层同轴单丝、排丝、拉制复丝和酸溶过程，制得的光纤传像束直径为0.6~2.0mm，具有40%~50%以上的芯料截面积，提高了透过率，但其像素较少，且酸溶法制备传像束对皮料层和酸溶层厚度要求较高，否则影响传像束的有效传光面积、光纤丝内全反射的发生，进而影响传像束的图像传输性能。
专利CN101702045A中提出一种制造高分辨率光纤传像束的方法，与传统的酸溶法不同，首先拉制两层同轴单丝、排丝、拉制复丝，利用酸溶液将复丝的外套管腐蚀掉，再将复丝排列成束拉制二次复丝，得到传像束直径在0.2~2mm，单丝直径为2μm，像素大于8000，但该方法需将酸溶后的复丝进行排列，工艺操作较为复杂且容易导致断丝，而且拉制二次复丝会影响单丝结构，降低传像束透过率，影响图像传输性能。鉴于此，有必要研究一种高分辨率极细光纤传像束的制备方法。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可提高传像质量，而且制作流程简洁，不易断丝，加工效果更好的种高分辨率极细光纤传像束的制备方法。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种高分辨率极细光纤传像束的制备方法，包括以下具体步骤：
S1、拉丝前期准备：选取折射率相匹配的玻璃棒和玻璃管，用于单丝的制备，利用洗洁精溶液和毛刷分别清洗玻璃棒和玻璃管的内外壁，经清水冲刷干净后用去离子水清洗，之后进行烘干；
S2、单丝制备：将玻璃管套于玻璃棒外表面，在拉丝塔上制备长度相同的单丝，放于玻璃管内保存；
S3、单丝排列集合：将制备的单丝整齐排列于玻璃管内，单丝之间的相对距离在整个玻璃管内保持一致；
S4、复丝制备：在拉丝塔上将套有玻璃管的单丝集合拉制为一次复丝，即为光纤传像束。
优选地，前述步骤S2中，制备的单丝为两层结构，包括纤芯和包层。
再优选地，前述纤芯为高折射率材料，包层为低折射率材料。
更优选地，前述步骤S3中，单丝在玻璃管内按正六角形方式紧密排列。
进一步优选地，前述步骤S4之后，将拉制的一次复丝切割至所需长度，对两个端面进行研磨抛光，直至端面平整成镜面。
本发明的有益之处在于：本发明的制备方法通过将直径较小的单丝光纤丝按正六角形状整齐紧密地排列，再利用一次复丝技术制备光纤传像束，当要求光纤传像束直径尽量小时，增大了传像束截面内的单丝数量，提高了分辨率，相比于其他技术，一次复丝技术可避免二次复丝形成的蜂窝网格，提高了传像质量，而且制作流程简洁，不易断丝，加工效果更好。
附图说明
图1是本发明制备的单丝光纤丝的结构示意图；
图2为本发明中单丝光纤丝的排列方式示意图；
图3为制备的光纤传像束端面局部结构示意图。
图中附图标记的含义：1、纤芯，2、包层，3、单丝，4、光纤传像束。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
一种高分辨率极细光纤传像束的制备方法，包括以下具体步骤：
S1、拉丝前期准备：选取折射率相匹配的玻璃棒和玻璃管，用于单丝的制备，利用洗洁精溶液和毛刷分别清洗玻璃棒和玻璃管的内外壁，经清水冲刷干净后用去离子水清洗，之后进行烘干；
S2、单丝制备：将玻璃管套于玻璃棒外表面，在拉丝塔上制备长度相同的单丝，放于玻璃管内保存；制备的单丝为两层结构，包括纤芯1和包层2，纤芯1为高折射率材料，包层2为低折射率材料；
S3、单丝排列集合：将制备的单丝3按正六角形方式紧密排列于玻璃管内，单丝3之间的相对距离在整个玻璃管内保持一致；
S4、复丝制备：在拉丝塔上将套有玻璃管的单丝3集合拉制为一次复丝，即为光纤传像束4，将拉制的一次复丝切割至所需长度，对两个端面进行研磨抛光，直至端面平整成镜面。
本发明的制备方法通过将直径较小的单丝3光纤丝按正六角形状整齐紧密地排列，再利用一次复丝技术制备光纤传像束4，当要求光纤传像束4直径尽量小时，增大了光纤传像束4截面内的单丝3数量，提高了分辨率，相比于其他技术，一次复丝技术可避免二次复丝形成的蜂窝网格，提高了传像质量，而且制作流程简洁，不易断丝，加工效果更好。
实施例
如图1所示，首先将清洗干净后的玻璃棒套在玻璃管内，拉制成纤芯1是高折射率材料、包层2是低折射率材料的光纤丝，光纤丝直径为0.35mm，放置于玻璃管内；将光纤丝放置于防静电风扇前，启动设备，消除光纤丝之间由于摩擦产生的静电；使用电吹风对光纤丝进行清洁，清除光纤丝表面吸附的尘埃与玻璃碎屑；在灯光下利用酒精对光纤丝进行仔细擦洗，剔去被污染的、有划伤的、有结石的、有气线的和丝径明显不一致的不良光纤丝。
选择内径尺寸为32mm的模具，将内外壁清洗干净，清洗工艺与单丝3制备前清洗工艺一致，将清洁干净的光纤丝逐次放入，调整光纤丝之间的相对位置，如图2所示，使光纤丝按六角形的方式紧密排列，直至光纤丝排满。
将内部排满光纤丝的扎棒通过拉丝机拉制成一次复丝，即为光纤传像束4，其端面局部结构如图3所示，制备的光纤传像束4直径为0.3mm，将得到的光纤传像束4切割至100mm，利用合适夹具将其在研磨盘上进行研磨抛光，直至两个端面皆平整且成镜面；制备的光纤传像束4单丝3直径为3.35μm，在直径为0.3mm的范围内，像素数大于8000。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种高分辨率极细光纤传像束的制备方法，其特征在于，包括以下具体步骤：
S1、拉丝前期准备：选取折射率相匹配的玻璃棒和玻璃管，用于单丝（3）的制备，利用洗洁精溶液和毛刷分别清洗玻璃棒和玻璃管的内外壁，经清水冲刷干净后用去离子水清洗，之后进行烘干；
S2、单丝（3）制备：将玻璃管套于玻璃棒外表面，在拉丝塔上制备长度相同的单丝（3），放于玻璃管内保存；
S3、单丝（3）排列集合：将制备的单丝（3）整齐排列于玻璃管内，单丝（3）之间的相对距离在整个玻璃管内保持一致；
S4、复丝制备：在拉丝塔上将套有玻璃管的单丝（3）集合拉制为一次复丝，即为光纤传像束（4）。
2.根据权利要求1所述的一种高分辨率极细光纤传像束的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，制备的单丝（3）为两层结构，包括纤芯（1）和包层（2）。
3.根据权利要求2所述的一种高分辨率极细光纤传像束的制备方法，其特征在于，所述纤芯（1）为高折射率材料，所述包层（2）为低折射率材料。
4.根据权利要求1所述的一种高分辨率极细光纤传像束的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，单丝（3）在玻璃管内按正六角形方式紧密排列。
5.根据权利要求1所述的一种高分辨率极细光纤传像束的制备方法，其特征在于，所述步骤S4之后，将拉制的一次复丝切割至所需长度，对两个端面进行研磨抛光，直至端面平整成镜面。
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