光纖面板及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光纖技術(shù)，特別是涉及一種光纖面板及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)纖維面板（簡稱光纖面板），由數(shù)千萬根光纖規(guī)則排列而成，具有數(shù)值孔徑 高、級間耦合損失小、分辨率高、光學(xué)零厚度等特點，可以無失真地傳遞高清晰度圖像，廣泛 應(yīng)用于微光像增強(qiáng)器、高亮度高清晰顯示器、光電耦合（CCD、CMOS)及其它高清晰圖像接 收、傳輸和親合的儀器和設(shè)備中。
[0003] 光纖由皮料玻璃和芯料玻璃構(gòu)成。芯料玻璃是決定光纖面板性能的重要材料 之一?，F(xiàn)有光纖面板的芯料玻璃主要有鈉硼硅酸鹽玻璃（Na-B-Si)、鉀硼硅酸鹽玻璃 (K-B-Si)、鈉鋅鋁硼硅酸鹽玻璃（Na-Zn-Al-B-Si)等，其有效光譜響應(yīng)在2000nm以下；現(xiàn)有 技術(shù)中采用氧化硼-氧化鑭-氧化鋇-二氧化鈦-氧化鋅-稀土氧化物（B-La-Ba-Ti-Zn) 作為芯玻璃材料，有效光譜響應(yīng)達(dá)2500nm。但是由于光纖面板的常規(guī)制備方法中包括三次 拉絲和一次熱壓的四次高溫步驟，且紅外玻璃（硫系玻璃、鹵化物玻璃、鋁酸鈣玻璃、鍺酸 鹽玻璃、碲酸鹽玻璃等）具有粘度小、抗析晶性能差、穩(wěn)定性差等特點，對成型氣氛環(huán)境要 求苛刻，因此，采用現(xiàn)有技術(shù)不能制備出有效光譜響應(yīng)為2500nm以上的光纖面板。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的主要目的在于，提供一種光纖面板及其制備方法，所要解決的技術(shù)問題 是使光纖面板有效光譜響應(yīng)為2500nm以上，從而更加適于實用。
[0005] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
[0006] 本發(fā)明提出的光纖面板是由紅外玻璃作為芯料玻璃的光纖面板。
[0007] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
[0008] 優(yōu)選的，前述的光纖面板，其中所述的紅外玻璃為硫系玻璃、鹵化物玻璃、鋁酸鈣 玻璃、鍺酸鹽玻璃或碲酸鹽玻璃等。
[0009] 優(yōu)選的，前述的紅外玻璃，其中所述的鹵化物玻璃為氟化鈹玻璃、氯化鋅玻璃、溴 化鋅玻璃或氟化鋯玻璃等。
[0010] 本發(fā)明提出的光纖面板的制備方法，包括：
[0011] 步驟1，將皮料玻璃與第一芯料玻璃制成玻璃棒管復(fù)合體，所述的第一芯料玻璃為 酸溶玻璃；
[0012] 步驟2,將所述的玻璃棒管復(fù)合體經(jīng)拉絲、排版、熱壓制成酸溶毛坯；
[0013] 步驟3,將所述的酸溶毛坯用酸溶液溶蝕，使所述的酸溶毛坯形成微孔陣列；
[0014] 步驟4,將第二芯料玻璃與微孔陣列相接觸，使所述的第二芯料玻璃進(jìn)入到所述的 微孔陣列中，所述的第二芯料玻璃為紅外玻璃、鈉硼硅酸鹽玻璃、鉀硼硅酸鹽玻璃或鈉鋅鋁 硼硅酸鹽玻璃；以及
[0015] 步驟5,冷卻固化。
[0016] 本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實現(xiàn)。
[0017] 優(yōu)選的，前述的光纖面板的制備方法，其中所述的酸溶玻璃為硼鑭鋇玻璃。
[0018] 優(yōu)選的，前述的光纖面板的制備方法，其中所述的拉絲的溫度為800~950°C。
[0019] 優(yōu)選的，前述的光纖面板的制備方法，其中所述的熱壓的溫度為650~750°C，熱 壓的壓力為（4~5)X105N。
[0020] 優(yōu)選的，前述的光纖面板的制備方法，其中所述的第二芯料玻璃在保護(hù)氣氛中熔 融。
[0021] 優(yōu)選的，前述的光纖面板的制備方法，其中所述的步驟4,使所述的第二芯料玻璃 進(jìn)入到所述的微孔陣列中是通過增加保護(hù)氣氛的壓力實現(xiàn)的，所述的保護(hù)氣氛的壓力為 0· 3 ~2Mpa。
[0022] 優(yōu)選的，前述的光纖面板的制備方法，其中所述的紅外玻璃為硫系玻璃、鹵化物玻 璃、鋁酸鈣玻璃、鍺酸鹽玻璃或碲酸鹽玻璃。
[0023] 優(yōu)選的，前述的紅外玻璃，其中所述的鹵化物玻璃為氟化鈹玻璃、氯化鋅玻璃、溴 化鋅玻璃或氟化鋯玻璃。
[0024] 借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明所述的光纖面板及其制備方法至少具有下列優(yōu)點：
[0025](1)本發(fā)明提供了一種新的光纖面板的制備方法。先制備酸溶毛還，經(jīng)溶解，制得 微孔陣列，再將熔融的紅外玻璃填充到微孔陣列中，制得光纖面板。此制備方法理論基礎(chǔ)合 理，操作方法可行，為光纖面板制備提供了新的思路，可應(yīng)用于多種光纖面板的制備。
[0026](2)本發(fā)明的方法溫度遠(yuǎn)離紅外玻璃的析晶溫度區(qū)，可采用紅外玻璃作為芯料玻 璃制備光纖面板，使光纖面板的有效光譜響應(yīng)達(dá)2500nm以上。
[0027] (3)本發(fā)明光纖面板的制備方法，可將多種紅外玻璃作為芯料玻璃，例如硫系玻 璃、鹵化物玻璃、鋁酸鈣玻璃、鍺酸鹽玻璃和碲酸鹽玻璃等。
[0028] 上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚的了解本發(fā)明的技術(shù)手 段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本發(fā)明的8個較佳實施例詳細(xì)說明。
【具體實施方式】
[0029] 為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 較佳實施例，對依據(jù)本發(fā)明提出的光纖面板及其制備方法的【具體實施方式】，詳細(xì)說明如后。 [00 30] 實施例1
[0031] 此實施例提出的光纖面板的制備方法，包括：
[0032] 步驟1，選用硼硅酸鹽玻璃作為皮料玻璃，選用硼鑭鋇玻璃作為芯料玻璃，制成玻 璃棒管復(fù)合體。所述的玻璃棒管復(fù)合體的管內(nèi)徑為（25±0. 5)mm，壁厚為（4. 0±0.l)mm;棒 外徑為（25±0· 5)謹(jǐn)，配合間隙< 0· 5謹(jǐn)。
[0033] 步驟2,將所述的玻璃棒管復(fù)合體經(jīng)拉絲、排版、熱壓、切片和拋光制成酸溶毛坯。
[0034] 所述的拉絲為三次拉絲，拉絲溫度均為850°C;第一次拉絲，將所述的玻璃棒管復(fù) 合體制成單絲，所述的單絲的直徑為（2. 5±0. 002)mm;第二次拉絲，將所述的單絲經(jīng)捆綁 制得正六邊形一次復(fù)絲棒，所述的復(fù)絲棒對邊為20mm，經(jīng)拉絲制成一次復(fù)絲，所述的一次 復(fù)絲的對邊為（1. 0±0. 002)mm;第三次拉絲，將所述的一次復(fù)絲經(jīng)捆綁得正六邊形二次復(fù) 絲棒，所述的二次復(fù)絲棒的對邊為20mm，經(jīng)拉絲制成二次復(fù)絲，所述的二次復(fù)絲的對邊為 (1. 0±0. 002)mm;將所述的二次復(fù)絲在模具中整齊排列后，熱壓形成板段，所述的模具的內(nèi) 徑為65mm，所述的熱壓的溫度為690°C，熱壓的壓力為4X105N，熱壓的真空度為1X10 2Pa。 將所述板段經(jīng)磨床滾圓、內(nèi)圓切片機(jī)切片、研磨機(jī)研磨、拋光機(jī)拋光，制得酸溶毛坯；所述的 酸溶毛坯的同軸度為50μm，平行度為2μm，平面度為0· 1μm。
[0035] 步驟3,將所述的酸溶毛坯用鹽酸溶液溶蝕，再用超聲波清洗機(jī)清洗，使所述的酸 溶毛坯形成微孔陣列。
[0036]所述的鹽酸溶液的濃度為0.lmol/L，溶蝕的溫度為60°C，時間為30min;所述的超 聲波清洗機(jī)的頻率為40MHz;所述的微孔陣列的孔徑為30μm。
[0037] 步驟4,在模具內(nèi)，將所述的硫系玻璃與所述的微孔陣列相接觸，在氦氣的保護(hù)下， 將硫系玻璃加熱至熔融，通過增加保護(hù)氣體的壓力和在微孔陣列下端抽真空的雙重作用 下，使所述的硫系玻璃進(jìn)入到所述的微孔陣列中，制得光纖面板坯板。
[0038] 所述的硫系玻璃的組分為Ge33ASl2Se55;所述的模具的內(nèi)徑65mm;將所述的微孔陣 列放在所述的模具內(nèi)，并將硫系玻璃放在微孔陣列上端；在所述的模具下端抽真空，至真空 度< 1X10 2Pa，然后關(guān)閉真空，在模具上端通入氦氣，至一個大氣壓（101. 325kPa)，形成保 護(hù)氣氛，加熱模具至550°C，保溫50min后將所述的硫系玻璃充分熔融；逐漸增加模具上方 氦氣壓力，至IMPa，同時在所述的模具下端抽真空，至真空度< 1X10 2Pa，在重力和氣體壓 力的共同作用下，熔融的硫系玻璃填充到微孔陣列內(nèi)，制得光纖面板坯板。
[0039] 步驟5,對所述的光纖面板坯板進(jìn)一步開球面、光學(xué)拋光，制得紅外光纖面板。
[0040] 采用上述制備方法，制得了以硫系玻璃（組分為Ge33As12Se55)為芯料玻璃的光纖 面板，此實施例制得的光纖面板的性能測試結(jié)果如下：
[0041] 光纖面板的性能測試結(jié)果如下：
[0042] 1、光譜透過范圍：
[0043] 該光纖面板的光譜透過率范圍是2500~7000nm，總透過率> 40%，且任意兩個波 長處的光透過率差值小于20%。
[0044] 2、刀口 響應(yīng)：
[0045] 離刀口 50μm，刀口響應(yīng)值彡0·5%。
[0046] 實施例2
[0047] 此實施例提出的光纖面板的制備方法與實施例1的區(qū)別見表1，其它制備步驟與 實施例1基本一致。
[0048] 表1光纖面板主要制備