專利名稱：一種酸溶法制造小截面柔性光纖傳像束的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種酸溶法小截面柔性光纖傳像束的制造方法，屬于柔性光纖傳像束制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
柔性光纖傳像束一般有兩種生產(chǎn)工藝。一是排絲法，即將雙層同軸單絲有序纏繞，然后用有機(jī)膠粘劑粘合后切斷成束。二是酸溶法，該方法首先制造三層同軸單絲，然后排列成束，熱熔拉制成復(fù)絲，最后浸入酸液中去除酸溶玻璃以形成柔性光纖束。酸溶法中三層同軸單絲的制造也有兩種方法其一是管棒法，將酸溶玻璃、皮料和芯料分別制成管和棒，然后套合在一起，熱熔成纖。該方法成本高、效率低。其二是坩堝法，就是將酸溶玻璃、皮料和芯料在一個特制的三套坩堝內(nèi)直接制造三層同軸光纖，優(yōu)點(diǎn)是分辨率高、產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)效率高。1420096拉制多組分玻璃光纖的多孔雙坩堝拉絲系統(tǒng)涉及一種拉制多組分玻璃光纖的多孔雙坩堝拉絲系統(tǒng)，該系統(tǒng)由投料裝置、熔料裝置、控溫裝置和排繞裝置組成，熔料裝置底部裝有分別與兩個隔離腔體堝身連通的整體式同心雙管出料漏嘴；投料裝置中安置了與熔料裝置相同金屬材質(zhì)構(gòu)成的芯料預(yù)熔器和皮料預(yù)熔器，預(yù)熔器其上端為進(jìn)料口，下端為伸入熔料裝置的出液口；堝身內(nèi)或預(yù)熔器中固定有臺階狀排氣泡結(jié)構(gòu)。由于玻璃在進(jìn)入堝身前預(yù)先熔化，從而減少了雙坩堝內(nèi)玻璃液位和溫度的波動，保證了光纖絲徑的均勻性；而整體式同心雙管出料漏嘴和臺階狀排氣泡結(jié)構(gòu)，則使得拉制的光纖絲皮層厚度均勻、透過率高。但雙坩堝法制造的單絲只能采用排絲法制造傳像束，存在著斷絲率高，分辯率低等缺點(diǎn)。
CN1103325酸溶法光纖傳象束單纖維酸溶玻璃附著方法針對現(xiàn)有的三坩堝法三層玻璃間存在浸滲現(xiàn)象以及棒管法酸溶玻璃管制備上的困難，采用酸溶玻璃絲沿圓周排列的方法。但這種方法本身仍是棒管法概念的拓展，不能改變棒管法生產(chǎn)效率低下的根本問題。
特開平8-262242可撓性光學(xué)纖維束發(fā)明了一種酸溶法柔性光纖傳像束的制造工藝。但是，特開平8-262242可撓性光學(xué)纖維束芯料直徑a與纖維直徑c的比值為0.48＜(a/c)＜0.57，折算成芯料的有效截面積為23.0～32.5％，使得光學(xué)纖維束的有效透過率低下。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種酸溶法制造小截面柔性光纖傳像束的方法，該傳像束的直徑為0.6～2.0mm，芯料截面積的比率提高到40～50％，提高光纖傳像束的有效透過率。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種酸溶法制造小截面柔性光纖傳像束的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟(1)原料玻璃棒材的制備按照組成要求制成芯料、皮料和酸溶料的玻璃配合料，芯料玻璃、皮料玻璃以及酸溶玻璃在鉑金坩堝中熔化澄清，鑄制或拉制成玻璃的棒材，三種棒材的直徑分別為芯料玻璃25～30mm，皮料玻璃棒材20～25mm，酸溶料玻璃棒材15～20mm；(2)同軸三層單絲制造將芯料玻璃、皮料玻璃和酸溶玻璃棒材加入到一個三套坩堝內(nèi)同時加熱熔化，三套坩堝放置在一個電爐內(nèi)，電爐的溫度分上、中、下三個區(qū)域控制，將該三個區(qū)域的溫度分別控制在1250～1300℃、950～1000℃和800～850℃，在三套坩堝的口部拉制成三層同軸的單絲，使單絲的直徑為0.3～0.4mm，將單絲的參數(shù)設(shè)置為a/b＝0.69～0.75，a/c＝0.60～0.68；其中，a為芯料半徑，b為芯料半徑與皮料厚度之和，c為三層同軸的單絲的半徑；單絲參數(shù)的最佳設(shè)置為a/b＝0.70～0.75，a/c＝0.65～0.68；(3)排絲根據(jù)傳像束像素總量要求，用三層同軸單絲排列成含一定單絲數(shù)量的絲束；(4)復(fù)絲制造將步驟(3)的絲束加熱至850～900℃，拉制成剛性復(fù)絲，復(fù)絲的直徑為0.6～2.0mm；(5)酸溶復(fù)絲兩端采用蠟封，以免受到酸溶液的侵蝕，將復(fù)絲浸入酸溶液中，酸溶玻璃(不包括蠟封的兩端)在酸溶液的作用下溶解，單絲分離，傳像束從剛性轉(zhuǎn)變成柔性，即形成柔性光纖傳像束。
芯料是用于傳送光線的，當(dāng)選定了一種玻璃之后，芯料面積越大，有效傳光面積越大，透過率越高。但當(dāng)a/b＞0.75，或a/c＞0.68時，芯料面積過大，皮料或酸溶料的功能就難以發(fā)揮。當(dāng)a/b＜0.69，或a/c＜0.60時，芯料面積過小，有效透光面積不足，透過率會下降。皮料的作用是使光線在芯料中傳播過程中進(jìn)行全反射，當(dāng)a/b＜0.69，皮料層太厚，使芯料相對比例下降，降低了傳像束的有效透光面積。當(dāng)a/b＞0.75，皮料層太薄，不能形成全反射，產(chǎn)生漏光現(xiàn)象，傳像束就無法工作。酸溶料是一種過度介質(zhì)，在最終產(chǎn)品中只是保留在傳像束的兩頭，將單絲粘合在一起，中間部分在酸溶過程中都被溶解，使單絲分離，傳像束從剛性轉(zhuǎn)變成柔性。當(dāng)a/c＜0.60，酸溶層太厚，不僅延長了酸溶時間，也使芯料和皮料的相對比例下降，傳像束的有效傳光面積減小，透過率隨之下降。當(dāng)a/c＞0.68，酸溶層太薄，單絲難以在酸溶過程中完全分離，傳像束的彎曲性能差，非常容易產(chǎn)生斷絲。
有益效果該柔性光纖傳像束直徑為0.6～2.0mm；具有40～50％以上的芯料截面積，因此有效傳光面積大，透過率高。采用以上(1)～(5)的步驟切實可行，可以制造出符合設(shè)計要求的柔性光纖傳像束。


圖1為本發(fā)明的單絲構(gòu)造橫截面示意圖，其中，a為芯料半徑，b為芯料半徑與皮料厚度之和，c為三層同軸的單絲的半徑。
圖2為本發(fā)明的單絲構(gòu)造示意圖，其中，d芯料，e皮料，f酸溶料。
圖3為本發(fā)明的由單絲排列而成的絲束示意圖，其中，d芯料，e皮料，f酸溶料，g單絲排列形成的空隙。
圖4為本發(fā)明的復(fù)絲示意圖，其中，d芯料，e皮料，f酸溶料。
圖5為本發(fā)明的柔性光纖傳像束示意圖，其中，h硬端面，i中間可彎曲部分。
以下通過具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，但所舉之例并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實施例1(1)原料玻璃棒材的制備按照組成要求制成芯料、皮料和酸溶料的玻璃配合料，在鉑金坩堝中熔化澄清，拉制成玻璃的棒材。芯料玻璃棒材的直徑為30mm，皮料玻璃棒材的直徑為28mm，酸溶料玻璃棒材的直徑為18mm；(2)同軸三層單絲制造將芯料玻璃、皮料玻璃和酸溶玻璃棒材加入到一個三套坩堝內(nèi)同時加熱熔化，三套坩堝放置在一個電爐內(nèi)，電爐的溫度分上、中、下三個區(qū)域控制，將該三個區(qū)域的溫度分別控制在1280℃、960℃和820℃，就可以從坩堝中拉制出然后在三套坩堝的口部拉制成三層同軸的單絲；然后在三套坩堝的口部拉制出三層同軸的單絲，單絲的直徑為0.4mm，單絲的構(gòu)造如表1所示表1

(3)排絲取10000根單絲排列后形成單絲束；(4)復(fù)絲制造絲束在一個電爐內(nèi)加熱到860℃之后拉制成0.7mm的復(fù)絲；(5)酸溶復(fù)絲兩端采用蠟封，然后浸入酸溶液體中，一段時間后取出，漂洗酸溶液，干燥后再用膠管套封，就制成了具有10000像素的柔性光纖傳像束。
實施例2(1)原料玻璃棒材的制備按照組成要求制成芯料、皮料和酸溶料的玻璃配合料，在鉑金坩堝中熔化澄清，拉制成玻璃的棒材。芯料玻璃棒材的直徑為30mm，皮料玻璃棒材的直徑為28mm，酸溶料玻璃棒材的直徑為18mm；(2)同軸三層單絲制造將芯料玻璃、皮料玻璃和酸溶玻璃棒材加入到一個三套坩堝內(nèi)同時加熱熔化，三套坩堝放置在一個電爐內(nèi)，電爐的溫度分上、中、下三個區(qū)域控制，將該三個區(qū)域的溫度分別控制在1280℃、960℃和800℃，就可以從坩堝中拉制出三層同軸的單絲，單絲的直徑為0.3mm，單絲的構(gòu)造如表2所示表2

(3)排絲取22000根單絲排列后形成單絲束；(4)復(fù)絲制造絲束在電爐中加熱至860℃之后拉制成1.1mm的復(fù)絲；(5)酸溶復(fù)絲兩端采用蠟封，然后浸入酸溶液體中，一段時間后取出，漂洗酸溶液，干燥后再用膠管套封，制成具有22000像素的柔性光纖傳像束。
權(quán)利要求
1.一種酸溶法制造柔性光纖傳像束的方法，其特征在于，所述的方法包括如下步驟(1)原料玻璃棒材的制備按照組成要求制成芯料、皮料和酸溶料的玻璃配合料，芯料玻璃、皮料玻璃以及酸溶玻璃在鉑金坩堝中熔化澄清，鑄制或拉制成玻璃的棒材，其中，三種棒材的直徑分別為芯料玻璃25～30mm，皮料玻璃棒材20～25mm，酸溶料玻璃棒材15～20mm；(2)同軸三層單絲制造將芯料玻璃、皮料玻璃和酸溶玻璃棒材加入到一個三套坩堝內(nèi)同時加熱熔化，三套坩堝放置在一個電爐內(nèi)，電爐的溫度分上、中、下三個區(qū)域控制，將該三個區(qū)域的溫度分別控制在1250～1300℃、950～1000℃和800～850℃，在三套坩堝的口部拉制成三層同軸的單絲，使單絲的直徑為0.3～0.4mm，將單絲的參數(shù)設(shè)置為a/b＝0.69～0.75，a/c＝0.60～0.68；其中，a為芯料半徑，b為芯料半徑與皮料厚度之和，c為三層同軸的單絲的半徑；(3)排絲根據(jù)傳像束像素總量要求，用三層同軸單絲排列成含一定單絲數(shù)量的絲束；(4)復(fù)絲制造將步驟(3)的絲束加熱至850～900℃，拉制成剛性復(fù)絲；(5)酸溶復(fù)絲兩端采用蠟封，將復(fù)絲浸入酸溶液中，酸溶玻璃在酸溶液的作用下溶解，單絲分離，傳像束從剛性轉(zhuǎn)變成柔性，即形成柔性光纖傳像束。
2.如權(quán)利要求所述的酸溶法制造柔性光纖傳像束的方法，其特征在于，所述方法的步驟(2)中，單絲參數(shù)設(shè)置為a/b＝0.70～0.75，a/c＝0.65～0.68。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種酸溶法柔性光纖傳像束的制造方法。該方法采用芯料玻璃、皮料玻璃和酸溶玻璃棒材作為原料，在一個三套坩堝內(nèi)同時加熱熔化，制造成三層同軸的單絲，該單絲經(jīng)過排列后再制造成復(fù)絲，復(fù)絲經(jīng)過酸溶之后制成柔性光纖傳像束。該柔性光纖傳像束具有40～50％的芯料截面積，因此具有優(yōu)異的有效透過率。
文檔編號C03B37/01GK1828348SQ20051011235
公開日2006年9月6日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者王中儉, 胡一晨, 劉俊鋒, 羅新華, 劉建 申請人:廣州光導(dǎo)纖維廠, 華東理工大學(xué)