CN117658443A - 一种光纤倒像器及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光纤倒像器及其制备方法和应用，其制备方法包括以下步骤：用单丝采用最密堆积的方式排列成正六边体，在单丝之间的空隙中插入正三角形的光吸收丝和正三角形的白丝，得到一次复合棒；单丝由玻璃芯和包裹在玻璃芯表面的玻璃皮层组成；将一次复合棒按照一次缩比值拉制成一次复丝；用一次复丝采用最密堆积的方式排列成正六方体，得到二次复合棒；将二次复合棒按照二次缩比值拉制成二次复丝；以及，将二次复丝制成光纤倒像器；其中，一次缩比值小于二次缩比值。采用此方法能降低压板和扭转过程中对温度及炉温体系的要求，同时改善光纤倒像器的黑白网格和解决边缘分辨率消失问题，提高成品的合格率，从而更加适于实用。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传像元件制造领域，特别涉及一种光纤倒像器及其制备方法和应用。
背景技术
光纤倒像器可以将图像反转180°传输，具有分辨率高，传输清晰，体积小，重量轻等特点。主要用来代替微光夜视仪中的中继透镜系统，也被广泛应用于需要倒像的装置中，广泛地应用于军事、刑侦、航天、医疗等领域。
光纤倒像器是将光纤板毛坯热扭转180°而成。从理论上讲，仅轴心处的光纤没有被扭转拉伸，其余光纤均被扭转拉伸成以不同螺旋角盘绕180°的双锥光纤。距轴心越远，盘绕距离越长，拉伸程度越大，弯曲度越大，形成的锥度也越大。
光纤倒像器的制备对扭转和压板过程的温度及炉温体系有极高的要求，同时，光纤倒像器易出现网格和边缘分辨率消失的缺陷，导致产品的合格率低。
发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种光纤倒像器及其制备方法和应用，所要解决的技术问题是如何制备光纤倒像器，降低压板和扭转过程中对温度及炉温体系的要求，同时改善光纤倒像器的黑白网格和解决边缘分辨率消失问题，提高了成品的合格率，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种光纤倒像器的制备方法，包括以下步骤：
(1)用单丝采用最密堆积的方式排列成正六边体，在前述的单丝之间的空隙中插入正三角形的光吸收丝和正三角形的白丝，得到一次复合棒；前述的单丝由玻璃芯和包裹在前述的玻璃芯表面的玻璃皮层组成；
(2)将前述的一次复合棒按照一次缩比值拉制成一次复丝；
(3)用前述的一次复丝采用最密堆积的方式排列成正六方体，得到二次复合棒；将前述的二次复合棒按照二次缩比值拉制成二次复丝；以及，
(4)将前述的二次复丝制成光纤倒像器；
其中，前述的一次缩比值小于前述的二次缩比值。
优选地，前述的正三角形的白丝的材料与前述的玻璃芯的材料相同。
优选地，前述的正三角形的光吸收丝的丝径和前述的正三角形的白丝的丝径为前述的单丝丝径的0.178-0.205倍。
优选地，前述的一次缩比值：前述的二次缩比值＝0.75～0.95。
优选地，前述的一次缩比值为0.033～0.036，前述的二次缩比值为0.035～0.04。
优选地，在前述的步骤(1)中，前述的正六边体由217根前述的单丝排列而成，每边为9根前述的单丝；
在步骤(3)中，前述的正六边体由469根前述的一次复丝排列而成，每边为13根前述的一次复丝。
优选地，前述的述二次复丝制成前述的光纤倒像器的方法为，将前述的二次复丝定长切割后排列成板段，以0.75～0.95的压缩比熔压成型，滚圆，得到光纤坯板；将前述的光纤坯板切片后两端经过180°扭转成型，得到前述的光纤倒像器。
优选地，前述的正三角形的光吸收丝采用的光吸收玻璃由以下摩尔百分含量的组分组成：SiO2：71-80.0％；Al2O3：0.5-5.0％；B2O3：1.0-5.0％；Na2O：1.0-11.0％；K2O：6.0-11.0％；MgO：0.1-2.0％；CaO：0.1-2.0％；BaO：0-0.04％；TiO2：0-1.0％；Co2O3：0.1-0.4％；NiO：0.1-1.0％；MnO：1.0-5.0％；V2O5：0.1-1.0％；CeO2：0-0.2％；以及，CuO：0-0.05％。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种光纤倒像器，采用前述的任一制备方法制得。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种传像设备，包含前述的光纤倒像器。
借由上述技术方案，本发明提出的一种光纤倒像器及其制备方法和应用至少具有下列优点：
(Ⅰ)本发明提出的光纤倒像器的制备方法，在单丝的空隙间插入正三角形的光吸收丝和正三角形的白丝，一方面，各个吸收丝和白丝的三个柱面对其周围的单元丝提供支撑，能有效保证多次热处理过程中各单元丝的圆整性，从而有效保证单元束的圆整性，改善光纤倒像器的黑白网格和解决边缘分辨率消失问题；另一方面，采用正三角形的光吸收丝实现了对空隙较大程度的填充，相当于提高了光吸收丝的单体体积，使用更少的光吸收丝即可实现对面板对比度的调整。
(Ⅱ)本发明提出的光纤倒像器的制备方法，一次复合棒按照一次缩比值拉制成一次复丝，二次复合棒按照二次缩比值拉制成二次复丝，在进行这两次拉制时，控制一次缩比值小于二次缩比值，使一次缩比尽可能小，二次缩比尽可能大。炉体热熔过程中，高温使表面形成强化层，产生剪应力，使表面的单元丝横向椭圆化变形，缩比越大，椭圆化变形越大，表面越趋向于平面化。在总缩比相同的情况下，控制一次缩比值较小，二次缩比值较大，能保证制备的一次复丝及其中的单元丝的圆整性，从而保证采用一次复丝排列成的二次复合棒外层单元丝圆整性，进而保证由二次复合棒拉制成的二次复丝外层单元丝圆整性，改善光纤倒像器的黑白网格和解决边缘分辨率消失问题。而当一次缩比值大于二次缩比值时，则没有前述的效果，制备的光纤倒像器易出现网格和边缘分辨率消失问题。
(Ⅲ)本发明提出的光纤倒像器的制备方法，通过在单丝的空隙间插入正三角形的光吸收丝和正三角形的白丝，并且控制一次缩比值小于二次缩比值，有效保证多次热处理过程中各单元丝的圆整性，有效降低压板和扭转过程中对温度及炉温体系的要求，同时改善光纤倒像器的黑白网格和解决边缘分辨率消失问题，提高成品的合格率，从而更加适于实用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一次复合棒的示意图；
图中：1为单丝，2为正三角形的光吸收丝。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种光纤倒像器及其制备方法和应用其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
本发明提出的一种光纤倒像器的制备方法，包括以下步骤：
(1)如图1所示，用单丝1采用最密堆积的方式排列成正六边体，在单丝1之间的空隙中插入正三角形的光吸收丝2和正三角形的白丝，得到一次复合棒；单丝1由玻璃芯和包裹在前述的玻璃芯表面的玻璃皮层组成；
(2)将前述的一次复合棒按照一次缩比值拉制成一次复丝；
(3)用前述的一次复丝采用最密堆积的方式排列成正六方体，得到二次复合棒；将前述的二次复合棒按照二次缩比值拉制成二次复丝；
(4)将前述的二次复丝制成光纤倒像器；
其中，前述的一次缩比值小于前述的二次缩比值。
在步骤(1)中，在单丝1的空隙间插入正三角形的光吸收丝2和正三角形的白丝；其中，光吸收丝的插入数量和插入位置，其控制原则与现有技术中截面为圆形的光吸收丝的插入数量和插入位置的控制原则相同；光吸收丝的插入数量主要是根据光纤倒像器的对比度需求确定的；为了保证光纤倒像器具有较好的防杂光串扰性，一般控制光纤倒像器的对比度小于1，本发明优选控制正三角形的光吸收丝的数量占单丝数量的40％～60％；正三角形的光吸收丝的插入位置在本发明中不作具体限定，可以随机插入，使其大致均匀分布即可；本发明的技术方案采用正三角形丝的技术目的在于：一方面，各个正三角形丝的三个柱面对其周围的单元丝提供支撑，能有效保证多次热处理过程中各单元丝的圆整性，从而有效保证单元束的圆整性，改善光纤倒像器的黑白网格和解决边缘分辨率消失问题；另一方面，采用正三角形的光吸收丝实现了对空隙较大程度的填充，相当于提高了光吸收丝的单体体积，使用更少的光吸收丝即可实现对面板对比度的调整。
单丝1由玻璃芯和包裹在前述的玻璃芯表面的玻璃皮层组成，单丝1的制备方法为将芯料玻璃棒和皮料玻璃管匹配嵌套后进行拉制，或者，在前述的玻璃芯表面涂覆一层前述的玻璃皮层材料。其中，前述的玻璃芯折射率大于1.8，前述的玻璃皮层折射率小于1.5。
在步骤(2)和步骤(3)中，一次复合棒按照一次缩比值拉制成一次复丝，二次复合棒按照二次缩比值拉制成二次复丝。其中，一次缩比值＝一次复丝丝径/一次复合棒对边；二次缩比值＝二次复丝丝径/二次复合棒对边。
在进行这两次拉制时，控制一次缩比值小于二次缩比值，使一次缩比尽可能小，二次缩比尽可能大。炉体热熔过程中，高温使表面形成强化层，产生剪应力，使表面的单元丝横向椭圆化变形，缩比越大，椭圆化变形越大，表面越趋向于平面化。在总缩比相同的情况下，控制一次缩比值较小，二次缩比值较大，能保证制备的一次复丝及其中的单元丝的圆整性，从而保证采用一次复丝排列成的二次复合棒外层单元丝圆整性，进而保证由二次复合棒拉制成的二次复丝外层单元丝圆整性，改善光纤倒像器的黑白网格和解决边缘分辨率消失问题。而当一次缩比值大于二次缩比值时，则没有前述的效果，制备的光纤倒像器易出现黑白网格以及边缘分辨率消失的问题。
本发明提出的光纤倒像器的制备方法，通过在单丝的空隙间插入正三角形的光吸收丝和正三角形的白丝，并且控制一次缩比值小于二次缩比值，有效保证多次热处理过程中各单元丝的圆整性，有效降低压板和扭转过程中对温度及炉温体系的要求，同时改善光纤倒像器的黑白网格和解决边缘分辨率消失问题，提高成品的合格率，从而更加适于实用。
在一些实施例中，前述的正三角形的白丝的材料与前述的玻璃芯的材料相同。当正三角形的白丝的材料与玻璃芯的材料相同时，一方面，正三角形的白丝和与其相邻的单丝1的外表面的玻璃皮层组成三角形的单元丝，虽然不提供单体的传像，但是其能提高面板整体的透过率，减少杂散光；另一方面，玻璃芯材料的软化温度较高，在热处理的过程中，使正三角形的白丝能提供更多支撑。综合以上两个方面，正三角形的白丝采用玻璃芯的材料能改善光纤扭转后倒像器黑白网格和边缘分辨率消失的问题。
在一些实施例中，正三角形的光吸收丝2的丝径和前述的正三角形的白丝的丝径为单丝1丝径的0.178-0.205倍。正三角形丝的丝径为正三角形的高。正三角形的光吸收丝2和正三角形的白丝能填充单丝1间的空隙，根据单丝1间的空隙确定正三角形丝的丝径。正三角形丝的丝径过大，会影响单丝1堆积成的正六方体的形状；正三角形丝的丝径过小，则无法提供足够的支撑，无法保证单元丝以及单元束的圆整性。因此，控制正三角形的光吸收丝2的丝径和前述的正三角形的白丝的丝径为单丝1丝径的0.178-0.205倍。
在一些实施例中，前述的一次缩比值：前述的二次缩比值＝0.75～0.95。采用此范围有利于改善光纤倒像器的黑白网格和解决边缘分辨率消失问题。
在一些实施例中，前述的一次缩比值为0.033～0.036，前述的二次缩比值为0.035～0.04。采用此范围内的一次缩比值和二次缩比值，在实现较小的总缩比的同时，能改善光纤倒像器的黑白网格和解决边缘分辨率消失的问题。
在一些实施例中，在步骤(1)中，前述的正六边体由217根单丝1排列而成，每边为9根单丝1；在步骤(3)中，前述的正六边体由469根前述的一次复丝排列而成，每边为13根前述的一次复丝。经过实验验证，一次复合棒每边为9根单丝1的正六边体结构可以有效改善坯板制作和扭转过程中单元丝束边界单元丝的变形以及内部单元丝间的扩散及串扰问题，进而改善扭转后得到的倒像器传像出现黑白网格的问题。经过实验验证，二次复合棒每边为13根一次复丝的正六边体结构可以有效改善坯板制作和扭转过程中单元丝束边界单元丝的变形以及内部单元丝间的扩散及串扰问题，进而改善扭转后得到的倒像器传像出现黑白网格的问题。
在一些实施例中，前述的二次复丝制成光纤倒像器的方法为，将前述的二次复丝定长切割后排列成板段，以0.75～0.95的压缩比熔压成型，滚圆，得到光纤坯板；将前述的光纤坯板切片后两端经过180°扭转成型，得到前述的光纤倒像器。
在一些实施例中，前述的正三角形的光吸收丝采用的光吸收玻璃由以下摩尔百分含量的组分组成：SiO2：71-80.0％；Al2O3：0.5-5.0％；B2O3：1.0-5.0％；Na2O：1.0-11.0％；K2O：6.0-11.0％；MgO：0.1-2.0％；CaO：0.1-2.0％；BaO：0-0.04％；TiO2：0-1.0％；Co2O3：0.1-0.4％；NiO：0.1-1.0％；MnO：1.0-5.0％；V2O5：0.1-1.0％；CeO2：0-0.2％；以及，CuO：0-0.05％。
上述光吸收玻璃中，SiO2是玻璃形成骨架的主体，是玻璃骨架中起主要作用的成分。SiO2的摩尔百分比(mol.％)为71.0-80.0。SiO2含量低于71.0mol.％，不易获得与皮料玻璃相似的热膨胀系数，同时会降低玻璃的耐化学稳定性；SiO2含量高于80.0mol.％时，玻璃的高温黏度会增加，造成玻璃熔制温度过高。
Al2O3属于玻璃的中间体氧化物，Al3+有两种配位状态，即位于四面体或八面体中，当玻璃中氧足够多时，形成铝氧四面体[AlO4]，与硅氧四面体形成连续的网络，当玻璃中氧不足时，形成铝氧八面体[AlO6]，为网络外体而处于硅氧结构网络的空穴中，所以在一定含量范围内可以和SiO2是玻璃网络形成的主体。Al2O3的摩尔百分比(mol.％)为0.5-5.0，Al2O3含量大于5.0mol.％会显著增加玻璃高温黏度，使玻璃的熔制温度升高。
B2O3为玻璃形成氧化物，也是构成玻璃骨架的成分，同时又是一种降低玻璃熔制黏度的助熔剂。硼氧三角体[BO3]和硼氧四面体[BO4]为结构组元，在不同条件下硼可能以三角体[BO3]或硼氧四面体[BO4]存在，在高温熔制条件时，一般难于形成硼氧四面体，而只能以三面体的方式存在，但在低温时，在一定条件下B3+有夺取游离氧形成四面体的趋势，使结构紧密而提高玻璃的低温黏度，但由于其有高温降低玻璃黏度和低温提高玻璃黏度的特性，也是降低玻璃折射率的主要成分，由此决定了其含量范围较小。B2O3的摩尔百分比(mol.％)为1.0-5.0，B2O3的含量大于5.0mol.％，会使玻璃的分相倾向增加。
Na2O是玻璃结构网络外体氧化物，Na2O的摩尔百分比(mol.％)为1.0-11.0的Na2O的含量大于11.0mol.％时会增加玻璃的热膨胀系数。
K2O是玻璃结构网络外体氧化物，K2O的摩尔百分比(mol.％)为6.0-11.0，K2O的含量大于11.0mol.％时会增加玻璃的热膨胀系数。
MgO是玻璃结构网络外体氧化物，是用来调节玻璃析晶温度的，MgO的摩尔百分比(mol.％)为0.1-2.0，MgO的含量大于2.0mol.％时会增加玻璃的析晶倾向。CaO是玻璃结构网络外体氧化物，CaO的摩尔百分比(mol.％mo0.1-2.0，CaO的含量大于2.0mol.％，会降低玻璃耐化学稳定性，增大玻璃的析晶倾向。
BaO是玻璃结构网络外体氧化物，是用来调节玻璃析晶温度的，BaO的摩尔百分比(mol.％)为0-0.04，BaO的含量大于0.04mol.％，会降低玻璃耐化学稳定性，增大玻璃的析晶倾向。
TiO2是用来调节玻璃耐化学稳定性和析晶性的，TiO2的摩尔百分比(mol.％)为0-1.0，TiO2的含量大于1.0mol.％，会降低玻璃的耐化性，增加析晶倾向。
Co2O3是光吸收料玻璃的着色剂，Co2O3的摩尔百分比(mol.％)为0.1-0.4，Co2O3比CoO具有更低的熔点，使得Co2O3能与其他着色离子结合起来，在玻璃中形成稳定的形态，从而使光吸收料着色更稳定。Co2O3的含量大于0.4mol.％时，会降低玻璃耐化学稳定性，增大玻璃的析晶倾向。
NiO是光吸收料玻璃的着色剂，NiO的摩尔百分比(mol.％)为0.1-1.0，Ni2+在可见光区域具有较好的吸收效果，NiO的含量大于1.0mol.％，会降低玻璃耐化学稳定性，增大玻璃的析晶倾向。
MnO是光吸收料玻璃的着色剂，在本发明中MnO是起主要作用的光吸收剂，MnO比MnO2具有更高的熔点温度，且Mn2+在400-700nm之间具有稳定的光吸收能力，能在玻璃中形成稳定的着色，MnO的摩尔百分比(mol.％)为1.0-5.0，MnO的含量大于5.0mol.％，会降低玻璃耐化学稳定性，增大玻璃的析晶倾向。
V2 O5是光吸收料玻璃的着色剂，V2O5的摩尔百分比(mol.％)为0.1-1.0，V2O5能固化锰离子着色，从而使光吸收料着色更稳定。V2O5的含量大于1.0mol.％时，会降低玻璃耐化学稳定性，增大玻璃的析晶倾向。
CeO2是一种稀土氧化物，主要调节玻璃的析晶性能和起到玻璃澄清剂的作用，CeO2的摩尔百分比(mol.％)为0-0.2，CeO2的含量大于0.2mol.％时，会增大玻璃的析晶倾向。
CuO是光吸收料玻璃的着色剂，能与Ni2+、Co3+、Mn2+等相结合，在玻璃中形成稳定的着色，利用复合吸收作用，可以保证吸收400nm-700nm波长范围的杂散光，获得较好的光吸收效果，使光吸收曲线在可见光区域不出现明显的透过峰，CuO的摩尔百分比(mol.％)为0-0.05，但CuO的含量大于0.05CuO的摩尔百分比(mol.％)为0-0.05，但CuO的含量大于0.05mol.％，会增大玻璃的析晶倾向。
上述光吸收玻璃具有良好的光纤倒像器对比度性能调节，在0.5±0.01mm厚度下，在510-660nm波长范围内具有强烈均匀的光吸收能力和光谱吸收效果，光谱透过率≤3.0％；本发明采用该光吸收玻璃能够提升光纤倒像器成像的对比度和清晰度。
本发明提出的一种光纤倒像器，采用前述的任一制备方法制得。
本发明提出的一种传像设备，包含前述的光纤倒像器。该光纤倒像器能应用于微光像增强器中。
下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述本发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
若无特殊说明，以下所涉及的材料、试剂等均为本领域技术人员熟知的市售商品；若无特殊说明，所述方法均为本领域公知的方法。除非另外定义，所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内的普通技术人员所理解的通常意义。
下述的实施例与对比例采用的测试方法如下：
对比度测试：对比度用于表征被测光纤传像元件的杂光串扰性能。通过采集明暗场下光纤传像元件的透过率，然后进行处理得到每个像素点的灰度值，归一化处理得到任一位置点的归一化透过率值，此值即为对比度数值。对比度值越小，反映光纤传像元件防杂光串扰性能越好。对比度值小于1称为高对比度。
黑网/白网测试：在10X显微镜镜头下，将待测光纤倒像器置于绿玻璃(波长495-570nm)上，肉眼观测显微镜下光线透过绿玻璃和光纤倒像器所成的像，黑网表现为以二次复丝为单元的边缘透过率低的缺陷；白网表现为以二次复丝为单元的边缘透过率高的缺陷。检测标准为10X显微镜下观测无明显明暗边界即为合格。
分辨率测试：在10X显微镜镜头下，将光纤倒像器置于分辨率分划板上，肉眼观测可分辨的最小区域，对标分辨率值。
下述的实施例与对比例中，芯料玻璃棒的采用折射率为1.81的玻璃；皮料玻璃管采用折射率为1.49的玻璃；光吸收料玻璃的摩尔百分含量的组分组成为：SiO2：76.00％；Al2O3：2.00％；B2O3：3.5％；Na2O：5.10％；K2O：8.20％；MgO：0.30％；CaO：1.70％；BaO：0.02％；TiO2：0.02％；Co2O3：0.20％；NiO：0.50％；MnO：1.90％；V2O5：0.45％；CeO2：0.06％；CuO：0.05％。
实施例1
将直径30mm的芯料玻璃棒和管厚4.5mm的皮料玻璃管匹配后进行拉制，得到单丝，单丝丝径为2.00mm；将光吸收料玻璃制成正三角形的光吸收丝，光吸收丝的丝径为0.410mm；将芯料玻璃制成正三角形的白丝，白丝的丝径为0.410mm；
用217根单丝排列成每边为9根单丝的六方形，在单丝之间的空隙中插入90根光吸收丝，使光吸收丝在六方形的截面内均匀分布，余下空隙插入白丝，得到一次复合棒；将一次复合棒按照0.033的缩比拉制成一次复丝；
用469根一次复丝排列成每边为13根一次复丝的六方形，得到二次复合棒，根据0.04的缩比拉制成二次复丝；
将二次复丝定长切割后排列成板段，熔压成型，熔压的压缩比为0.95，滚圆加工处理，得到光纤坯板；将光纤坯板切片后两端经过180°扭转成型，得到单元丝径为2.5微米的光纤倒像器。
实施例2
将直径30mm的芯料玻璃棒和管厚4.5mm的皮料玻璃管匹配后进行拉制，得到单丝，单丝丝径为2.60mm；将光吸收料玻璃制成正三角形的光吸收丝，光吸收丝的丝径为0.530mm；将芯料玻璃制成正三角形的白丝，白丝的丝径为0.530mm；
用217根单丝排列成每边为9根单丝的六方形，在单丝之间的空隙中插入100根光吸收丝，使光吸收丝在六方形的截面内均匀分布，余下空隙插入白丝，得到一次复合棒；将一次复合棒按照0.036的缩比拉制成一次复丝；
用469根一次复丝排列成每边为13根一次复丝的六方形，得到二次复合棒，根据0.04的缩比拉制成二次复丝；
将二次复丝定长切割后排列成板段，熔压成型，熔压的压缩比为0.80，滚圆加工处理，得到光纤坯板；将光纤坯板切片后两端经过180°扭转成型，得到单元丝径为3微米的光纤倒像器。
实施例3
将直径30mm的芯料玻璃棒和管厚4.5mm的皮料玻璃管匹配后进行拉制，得到单丝，单丝丝径为2.80mm；将光吸收料玻璃制成正三角形的光吸收丝，光吸收丝的丝径为0.570mm；将芯料玻璃制成正三角形的白丝，白丝的丝径为0.570mm；
用217根单丝排列成每边为9根单丝的六方形，在单丝之间的空隙中插入90根光吸收丝，使光吸收丝在六方形的截面内均匀分布，余下空隙插入白丝，得到一次复合棒；将一次复合棒按照0.033的缩比拉制成一次复丝；
用469根一次复丝排列成每边为13根一次复丝的六方形，得到二次复合棒，根据0.035的缩比拉制成二次复丝；
将二次复丝定长切割后排列成板段，熔压成型，熔压的压缩比为0.95，滚圆加工处理，得到光纤坯板；将光纤坯板切片后两端经过180°扭转成型，得到单元丝径为3.1微米的光纤倒像器。
实施例4
将直径30mm的芯料玻璃棒和管厚4.0mm的皮料玻璃管匹配后进行拉制，得到单丝，单丝丝径为2.80mm；将光吸收料玻璃制成正三角形的光吸收丝，光吸收丝的丝径为0.570mm；将芯料玻璃制成正三角形的白丝，白丝的丝径为0.570mm；
用169根单丝排列成每边为8根单丝的六方形，在单丝之间的空隙中插入90根光吸收丝，使光吸收丝在六方形的截面内均匀分布，余下空隙插入白丝，得到一次复合棒；将一次复合棒按照0.034的缩比拉制成一次复丝；
用469根一次复丝排列成每边为13根一次复丝的六方形，得到二次复合棒，根据0.045的缩比拉制成二次复丝；
将二次复丝定长切割后排列成板段，熔压成型，熔压的压缩比为0.9，滚圆加工处理，得到光纤坯板；将光纤坯板切片后两端经过180°扭转成型，得到单元丝径为4微米的光纤倒像器。
实施例5
将直径30mm的芯料玻璃棒和管厚3.6mm的皮料玻璃管匹配后进行拉制，得到单丝，单丝丝径为3.2mm；将光吸收料玻璃制成正三角形的光吸收丝，光吸收丝的丝径为0.570mm；将芯料玻璃制成正三角形的白丝，白丝的丝径为0.570mm；
用91根单丝排列成每边为6根单丝的六方形，在单丝之间的空隙中插入50根光吸收丝，使光吸收丝在六方形的截面内均匀分布，余下空隙插入白丝，得到一次复合棒；将一次复合棒按照0.041的缩比拉制成一次复丝；
用469根一次复丝排列成每边为12根一次复丝的六方形，得到二次复合棒，根据0.049的缩比拉制成二次复丝；
将二次复丝定长切割后排列成板段，熔压成型，熔压的压缩比为0.75，滚圆加工处理，得到光纤坯板；将光纤坯板切片后两端经过180°扭转成型，得到单元丝径为6微米的光纤倒像器。
对比例1
与实施例3的区别在于，将光吸收料玻璃制成丝径为0.410mm的圆形的光吸收丝，将芯料玻璃制成丝径为0.410mm的圆形的白丝；在单丝之间的空隙中插入90根前述的圆形的光吸收丝，使光吸收丝在六方形的截面内均匀分布，余下空隙插入圆形的白丝。
对比例2
与实施例3的区别在于，将光吸收料玻璃制成丝径为0.410mm的圆形的光吸收丝，将芯料玻璃制成丝径为0.410mm的圆形的白丝；在单丝之间的空隙中插入128根前述的圆形的光吸收丝，使光吸收丝在六方形的截面内均匀分布，余下空隙插入圆形的白丝。
对比例3
与实施例3的区别在于，将一次复合棒按照0.035的缩比拉制成一次复丝，二次复合棒按照0.033的缩比拉制成二次复丝。
对比例4
与实施例3的区别在于，将光吸收料玻璃制成丝径为0.410mm的圆形的光吸收丝，将芯料玻璃制成丝径为0.410mm的圆形的白丝；在单丝之间的空隙中插入90根前述的圆形的光吸收丝，使圆形的光吸收丝在六方形的截面内均匀分布，余下空隙插入圆形的白丝。将一次复合棒按照0.035的缩比拉制成一次复丝，二次复合棒按照0.033的缩比拉制成二次复丝。
对实施例1-5和对比例1-3中制得的光纤倒像器分别进行对比度测试、黑网/白网测试和分辨率测试，测试结果见表1。
表1实施例1-5和对比例1-3制得的光纤倒像器测试结果
实施例1-5中制得的光纤倒像器的对比度值均小于1，均属于高对比度，说明实施例1-5中制得的光纤倒像器防杂光串扰性能好。实施例1-5制得的光纤倒像器黑网合格率达到83％以上，白网合格率达到82％以上，中心分辨率最高达228，边缘分辨率高达161。
对比例1与实施例3相比，对比度的值增大。这是由于对比例1采用了圆形的光吸收丝，虽然对比例1与实施例3光吸收丝的根数相同，但实施例3采用正三角形的光吸收丝实现了对空隙较大程度的填充，相当于提高了光吸收丝的单体体积，使用更少的光吸收丝即可实现对面板对比度的调整。
对比例2与实施例3相比，对比度的值相近。对比例2也采用了圆形的光吸收丝，但对比例2中光吸收材料的总量和与实施例3相同，因此二者对比度的值接近。但是，对比例2与实施例3相比，其黑/白网合格率明显下降。这是由于对比例2中光吸收丝的根数增加，这影响了光的扩散，从而使黑/白网增多。
对比例1-4与实施例3相比，黑/白网合格率明显下降，边缘分辨率明显下降。其中，对比例4中的光纤倒像器黑网合格率只有58.7％，白网合格率只有22.8％，边缘的分辨率只有57。说明通过在单丝的空隙间插入正三角形的光吸收丝和正三角形的白丝，并且控制一次缩比值小于二次缩比值，能改善光纤倒像器的黑白网格和解决边缘分辨率消失问题，提高成品的合格率，从而更加适于实用。
本发明权利要求和/或说明书中的技术特征可以进行组合，其组合方式不限于权利要求中通过引用关系得到的组合。通过权利要求和/或说明书中的技术特征进行组合得到的技术方案，也是本发明的保护范围。
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制，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，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种光纤倒像器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)用单丝采用最密堆积的方式排列成正六边体，在所述单丝之间的空隙中插入正三角形的光吸收丝和正三角形的白丝，得到一次复合棒；所述单丝由玻璃芯和包裹在所述玻璃芯表面的玻璃皮层组成；
(2)将所述一次复合棒按照一次缩比值拉制成一次复丝；
(3)用所述一次复丝采用最密堆积的方式排列成正六方体，得到二次复合棒；将所述二次复合棒按照二次缩比值拉制成二次复丝；以及，
(4)将所述二次复丝制成光纤倒像器；
其中，所述一次缩比值小于所述二次缩比值。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述正三角形的白丝的材料与所述玻璃芯的材料相同。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述正三角形的光吸收丝的丝径和所述正三角形的白丝的丝径为所述单丝丝径的0.178-0.205倍。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述一次缩比值：所述二次缩比值＝0.75～0.95。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述一次缩比值为0.033～0.036，所述二次缩比值为0.035～0.04。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，
在步骤(1)中，所述正六边体由217根所述单丝排列而成，每边为9根所述单丝；
在步骤(3)中，所述正六边体由469根所述一次复丝排列而成，每边为13根所述一次复丝。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二次复丝制成所述光纤倒像器的方法为，将所述二次复丝定长切割后排列成板段，以0.75～0.95的压缩比熔压成型，滚圆，得到光纤坯板；将所述光纤坯板切片后两端经过180°扭转成型，得到所述光纤倒像器。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述正三角形的光吸收丝采用的光吸收玻璃由以下摩尔百分含量的组分组成：SiO2：71-80.0％；Al2O3：0.5-5.0％；B2O3：1.0-5.0％；Na2O：1.0-11.0％；K2O：6.0-11.0％；MgO：0.1-2.0％；CaO：0.1-2.0％；BaO：0-0.04％；TiO2：0-1.0％；Co2O3：0.1-0.4％；NiO：0.1-1.0％；MnO：1.0-5.0％；V2O5：0.1-1.0％；CeO2：0-0.2％；以及，CuO：0-0.05％。
9.一种光纤倒像器，其特征在于，按照权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
10.一种传像设备，其特征在于，包含权利要求9所述光纤倒像器。
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