CN201936028U

CN201936028U - 耐高温耐辐射光纤

Info

Publication number: CN201936028U
Application number: CN2011200480693U
Authority: CN
Inventors: 张万成; 顾庆昌; 谢鸿志; 吴振刚; 孙兵; 张丽
Original assignee: CETC 8 Research Institute
Current assignee: CETC 8 Research Institute
Priority date: 2011-02-25
Filing date: 2011-02-25
Publication date: 2011-08-17
Anticipated expiration: 2021-02-25

Abstract

本实用新型公开了一种耐高温耐辐射光纤，该光纤包括纤芯、包层和涂覆层，所述涂覆层包括溅射镀膜层，所述溅射镀膜层外部电镀有电镀膜层。由于金属材料高低温性能远远优于高分子材料，并且能对辐照进行很好的屏蔽。因此，本实用新型的耐高温耐辐射光纤具有耐高温、耐辐照和耐腐蚀的优点，使光纤能够工作在异常恶劣的环境中，又基本不会增加光纤的体积和重量，从而提高了光纤的性能，扩大了光纤的温度工作范围，提高了其耐辐照性能，提高了光纤的使用寿命。

Description

耐高温耐辐射光纤

技术领域

本实用新型涉及一种光纤，尤其涉及一种适用于光纤传感器的耐高温耐辐射光纤。

背景技术

光纤作为信息传递材料，其一般由石英等拉成的纤芯、包覆纤芯上的包层、以及包覆包层上的涂覆层构成，普通光纤最高使用温度一般不允许超过85℃，如果长时间超过正常使用温度，光纤表面的涂覆层会发生劣化，影响光纤强度和使用寿命。这就限制了光纤的使用范围，使光纤在某些恶劣环境中无法使用。而随着航空航天行业的发展，现代卫星和飞船上装载了各种高性能的光通信器件、光纤传感器、光纤陀螺(FOG)等光纤器件，这些光纤器件长期在太空的高温、高能粒子辐射下，容易造成其性能下降或者损坏，将严重威胁飞行器的安全及寿命。

目前的耐高温耐辐射光纤的涂覆层主要由紫外固化的丙烯酸脂、聚酰亚胺等高分子材料构成，其短期最高使用温度可达150℃～350℃。但是长期在太空的高温、高能粒子辐射下，这种涂覆层仍然很难保证其性能、容易损坏、使用寿命较短。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种耐高温耐辐射光纤，以提高耐高温耐辐射光纤的性能和使用寿命。

为达到上述目的，本实用新型提供了一种耐高温耐辐射光纤，包括纤芯、包层和涂覆层，所述涂覆层包括溅射镀膜层，所述溅射镀膜层外部电镀有电镀膜层。

本实用新型的耐高温耐辐射光纤，所述溅射镀膜层包括溅射镀铝膜、溅射镀铜膜、溅射镀镍膜、溅射镀铬膜或溅射镀金膜之一。

本实用新型的耐高温耐辐射光纤，所述电镀膜层包括镀铝层、镀铜层、镀镍层、镀铬层、镀金层、镀钴层或镀铅层之一。

本实用新型的耐高温耐辐射光纤，所述溅射镀膜层设有至少一层。

本实用新型的耐高温耐辐射光纤的涂覆层是将原先的高分子材料替代为金属涂覆层，由于金属材料高低温性能远远优于高分子材料，并且能对辐照进行很好的屏蔽。因此，本实用新型的耐高温耐辐射光纤具有耐高温、耐辐照和耐腐蚀的优点，使光纤能够工作在异常恶劣的环境中，又基本不会增加光纤的体积和重量，从而提高了光纤的性能，扩大了光纤的温度工作范围，提高了其耐辐照性能，提高了光纤的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的耐高温耐辐射光纤的截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细描述：

参考图1所示，本实用新型的耐高温耐辐射光纤，包括纤芯1和包层2，包层2外部设有溅射镀膜层31，溅射镀膜层31外部电镀有电镀膜层32，并且，溅射镀膜层31和电镀膜层32共同构成本实用新型的耐高温耐辐射光纤的涂覆层。其中，溅射镀膜层31为具有一定强度和柔软性的耐高温、耐辐射的溅射镀铝膜、溅射镀铜膜、溅射镀镍膜、溅射镀铬膜或溅射镀金膜等。而电镀膜层32同样为具有一定强度和柔软性的耐高温、耐辐射的镀铝层、镀铜层、镀镍层、镀铬层、镀金层、镀钴层或镀铅层等。此外，为了满足不同使用场所的需要，溅射镀膜层31的层数及厚度可适当增减，以达到更好的耐高温、防辐射效果，例如在温度更高、辐射更强的场所可以适当增加溅射镀膜层31的层数或厚度。

本实用新型的耐高温耐辐射光纤可以采用如下加工工艺：

步骤1、制备无涂覆层的裸纤。制备无涂覆层的裸纤有两种方法：一是采用成品光纤，在丙酮中浸泡一段时间使其由紫外固化的丙烯酸脂、聚酰亚胺等高分子材料构成的涂覆层软化后，人工或机械剥离其涂覆层的方法得到，但是这种方法通常适合制备长度小于3米的裸纤。二是直接拉制，如果需要制备长度大于3米的无涂覆层的裸纤，可以采用直接拉制的方法。

步骤2、清洗上一步得到的裸纤。由于光纤表面常沾有指纹、油污等有机物，以及靠静电作用而附着的灰尘等无机物，这些污垢都应加以去除。常用于除油的碱性试剂有硅酸盐和磷酸盐两类，但是他们可能会在裸纤表面形成薄膜，对后续浸蚀处理有影响具体。因此，本本实施例的加工工艺采用如下步骤进行清洗：

首先，用酒精棉球均匀擦拭无涂覆层的裸纤的表面。

其次，将擦拭过的裸纤浸入浓度为100g/L的NaOH溶液中浸泡10分钟左右，当油污较多时可以适当增大NaOH溶液的浓度。

最后，从NaOH溶液中取出裸纤并用去离子水冲洗干净。

步骤3、将清洗后得到的裸纤放入粗化液中浸泡10分钟。所谓粗化既采用强氧化剂或强酸、强碱等粗化液对裸纤进行化学处理，使起表面有选择性的溶解，产生凹凸不平的固定点，以提高镀层的附着性。本实施例选用的粗化液为：HF∶H2SiF6∶H2O＝1∶1∶2(体积比)，粗化时间为10分钟。

步骤4、对上一步得到的裸纤进行活化处理。活化又称热处理，是将粗化后得到的裸线表面的残留水膜除去，使得镀膜层与裸线表面的结合力更强，本实施例的热活化处理的条件为：裸纤在设定温度为120℃的保温箱中保温10分钟。

步骤5、将上一步得到的裸纤送入带圆周旋转溅射靶的磁控溅射炉进行溅射镀膜处理。在进行溅射镀膜处理过程中裸纤要保持一定的张力，这样就可实现一定长度的连续裸纤的溅射镀膜。为了使裸纤圆周表面溅射均匀，要求旋转溅射靶围绕裸纤作匀速圆周运动。只要这种运动是匀速转动，就能实现裸纤圆周表面镀层均匀。而裸纤轴向的均匀性要靠裸纤的收放线的匀速来保证。

步骤6、将上一步得到的光纤进行电镀处理。

由于金属材料高低温性能远远优于高分子材料，并且能对辐照进行很好的屏蔽。因此，用金属涂覆层替代高分子涂覆层的光纤，具有耐高温、耐辐照和耐腐蚀的优点，使光纤能够工作在异常恶劣的环境中，又基本不会增加光纤的体积和重量，从而提高了光纤的性能，扩大了光纤的温度工作范围，提高了光纤的使用寿命，降低了成本。同时，由于金属涂覆层与高分子涂覆层相比，具有更好的密封性能和耐腐蚀性能。它还具有耐腐蚀，抗海水，以及抗氧化的能力和密封的特性，所以可以本实用新型的耐高温耐辐射光纤还可用于光纤水听器、有线制导鱼雷等水下武器装备。

以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种耐高温耐辐射光纤，包括纤芯(1)、包层(2)和涂覆层(3)，其特征在于，所述涂覆层(3)包括溅射镀膜层(31)，所述溅射镀膜层(31)外部电镀有电镀膜层(32)。

2.根据权利要求1所述的耐高温耐辐射光纤，其特征在于，所述溅射镀膜层(31)包括溅射镀铝膜、溅射镀铜膜、溅射镀镍膜、溅射镀铬膜或溅射镀金膜之一。

3.根据权利要求2所述的耐高温耐辐射光纤，其特征在于，所述电镀膜层(32)包括镀铝层、镀铜层、镀镍层、镀铬层、镀金层、镀钴层或镀铅层之一。

4.根据权利要求1所述的耐高温耐辐射光纤，其特征在于，所述溅射镀膜层(31)设有至少一层。