[发明专利]光纤面板及其制备方法和应用

说明书

本发明是关于一种光纤面板及其制备方法和应用。所述光纤面板包括阵列排布的数条光纤，光纤包括掺锗石英玻璃或纯石英玻璃芯料；掺氟石英玻璃皮料，包覆于芯料的外侧；掺锗石英玻璃包覆层，包覆于皮料的外侧；包覆层锗含量大于芯料锗含量；相邻的包覆层熔接为一体；制备方法包括：取掺氟石英玻璃管，在其内部沉积掺锗石英玻璃或纯石英玻璃，在其外围沉积掺锗石英玻璃；热熔得预制棒；将预制棒进行n次“拉丝和排列”，得到n次复丝棒；n为2或3；加热所述n次复丝棒使其熔合，拉板，光学加工，得到光纤面板。所要解决的技术问题是使所述光纤面板对紫外光线的透过率≥62％，扩大了光纤面板的应用范围，从而更加适于实用。

技术领域

本发明属于光纤制造技术领域，特别是涉及一种光纤面板及其制备方法和应用。

背景技术

光纤面板是由数千万根光学纤维有规则的排列后，经过高温熔压而成的硬质传像元件。光纤面板中每根单元丝两端按照一一对应的关系紧密排列，使其输入和输出端在几何上一一对应，每一根单元丝传递一个像点，从而起到像传导的作用。因光纤面板具有高分辨率、级间耦合损失小、可以无失真传递图像等优异的光学性能，作为光学成像系统的输入或输出窗口，光纤面板常用于图像耦合、图像增强、图像显示等场景，在微光夜视、粒子探测、机载显示、雷达显示等方面发挥重要作用。

光纤面板中每根光纤是由皮料包覆芯料而成，芯料为高折射率材料，皮料为低折射率材料，入射光线在芯料与皮料界面处发生全反射从而在芯料中进行传导。现有技术中光纤面板的制备工艺如下：通过熔压炉使纤维束熔合，将熔合后的纤维束排列为坯板装入金属模具中，再将金属模具置于热压炉中加热，待其温度升至纤维皮料的软化点后，在机械压力下坯板熔合。

现有技术中的光纤面板，其芯料有钠硼硅酸盐玻璃、钾硼硅酸盐玻璃、钠锌铝硅酸盐玻璃等，这些玻璃对400～700nm波段具有高透过率，但是对紫外波段的光会发生强吸收，因此此类光纤面板无法用于紫外光波段的传像。而石英光纤虽然对紫外光有良好的透过率，可以用于紫外光波段的传像，但是由于石英光纤的加工性能无法适用现有技术中光纤面板的制备工艺，目前其仅能被制造为柔性光纤，不能满足光纤面板对于机械强度的要求。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种光纤面板及其制备方法和应用，所要解决的技术问题是使所述光纤面板对紫外光线的透过率≥62％，扩大了光纤面板的应用范围，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面板，包括阵列排布的数条光学纤维，所述的光学纤维包括：芯料，其材质为掺锗石英玻璃或纯石英玻璃；皮料，包覆于所述芯料的外侧；所述皮料的材质为掺氟石英玻璃；和包覆层，包覆于所述皮料的外侧；所述包覆层的材质为掺锗石英玻璃；所述包覆层中的锗含量大于所述芯料中的锗含量；相邻的所述光学纤维的包覆层熔接为一体。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的光纤面板，其中以摩尔百分含量计，所述芯料中的锗含量≤5％；所述皮料中的氟含量为1～3％；所述包覆层中的锗含量为10～15％。

优选的，前述的光纤面板，其对于波长≤400nm的光线的透过率≥62％。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种光纤面板的制备方法，其包括以下步骤：

1)预制棒制备：取掺氟石英玻璃管作为皮料管，在其内部沉积掺锗石英玻璃或纯石英玻璃作为芯料，在其外围沉积掺锗石英玻璃作为包覆层；热熔，得预制棒；所述包覆层中的锗含量大于所述芯料中的锗含量；

2)纤维拉制：将所述预制棒进行n次“拉丝和排列”，得到n次复丝棒；n为2或3；

3)加热所述n次复丝棒使其熔合，拉板，光学加工，得到光纤面板。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。