[发明专利]一种光波导复合材料及其制作方法

说明书

本发明公开了一种光波导复合材料，由光波导材料采用植入方法制作得到；本发明还公开了一种制作光波导复合材料的方法，该方法包括：第一工序：光波导材料的植入，第二工序：复合材料的成型固化，第三工序：结构加工。本发明的光波导复合材料具有良好的光导波性能，同时具备足够的机械性能和电绝缘性能，即满足光波传播的要求，又满足了在工作电场中外绝缘安全性；本发明的制作方法简单，且通过使用不同单晶体光波导功能材料设计实现导播光波波段变宽，使工作电压和波段等的性能提高，满足了不同的应用要求。

技术领域

本发明属于光波导材料技术领域，具体涉及一种光波导复合材料及其制作方法。

背景技术

光波导复合材料是将光波导材料与其他材料经过二次复合形成的多功能复合材料。光波导材料是由光透明介质构成的传输光频电磁波的功能性材料，从材料结构上分为有机聚合物薄膜类(也称为薄膜波导)和无机光学晶体类(如石英玻璃)。常用的光波导材料具有钙钛矿型晶体结构，是一种折射率随施加电场变化而变化的电光效应非常大的晶体材料，具有在一定工作电压等级获得自由度更高性能的光波导效果。

然而，随着电压等级的提升，对设备运行绝缘安全和材料的机械性能的要求也相应产生更高要求，同时，随着电压等级的提高，电光系数和介电常数等也变化，很难实现独立地变化使材料处于优良的光波导效果、且又不对设备运行绝缘安全产生影响。因此，需要开发一种具有良好的光导波性能、同时具备足够的机械性能和电绝缘性能的光波导复合材料。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种光波导复合材料。该光波导复合材料具有良好的光导波性能，同时具备足够的机械性能和电绝缘性能，即满足光波传播的要求，又满足了在工作电场中外绝缘安全性。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种光波导复合材料，其特征在于，由光波导材料采用植入方法制作得到。

另外，本发明还提供了一种制作上述的光波导复合材料的方法，其特征在于，该方法包括：第一工序：光波导材料的植入，第二工序：复合材料的成型固化，第三工序：结构加工。

上述的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将环氧/酸酐体系胶黏剂均匀涂布在缠绕管用模具的表面，然后进行预固化，形成半凝胶状的第一胶衣层；所述缠绕管用模具的直径为210mm，长度为1380mm；所述涂布的厚度为0.8mm～1.0mm；所述预固化的温度为120℃，时间为10min；

步骤二、将脊型KTaO3(KT)组成的晶体光波导材料裁剪成块体，然后将块体平铺在步骤一中形成的第一胶衣层的表面，形成光波导功能结构层；

步骤三、将环氧/酸酐体系胶黏剂均匀涂布在步骤二中形成的光波导功能结构层的表面，然后进行预固化，形成半凝胶状的第二胶衣层；所述涂布的厚度为0.5mm～0.8mm；所述预固化的温度为100℃，时间为10min；

步骤四、采用玻璃纤维在步骤三中形成的第二胶衣层的表面进行环向、纵向交叉缠绕，得到光波导复合材料管缠绕坯；所述玻璃纤维为电工用ECR1200Tex玻璃纱；所述光波导复合材料管缠绕坯的外径为218mm；

步骤五、采用真空袋成型的方法对步骤四中得到的光波导复合材料管缠绕坯进行抽真空加热固化，经降温后进行外表面加工处理并脱模，再采用金刚石水锯沿封端保护的自粘胶带处截开并去除，得到光波导复合材料；所述加热固化的工艺为：先在120℃保温2h，然后在155℃保温3h。