[发明专利]耐高温耐辐射光纤及其加工工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种光纤，尤其涉及一种适用于光纤传感器的耐高温耐辐射光纤及其加工工艺。

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。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐高温耐辐射光纤及其加工工艺，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，本发明一方面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。

本发明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。

本发明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。

本发明的耐高温耐辐射光纤，所述溅射镀膜层设有至少一层。

另一方面本发明还提供了一种上述耐高温耐辐射光纤的加工工艺，包括以下步骤：

制备无涂覆层的裸纤；

清洗上一步得到的裸纤；

对上一步得到的裸纤进行活化处理；

将上一步得到的裸纤送入带圆周旋转溅射靶的溅射炉进行溅射镀膜处理；

将上一步得到的光纤进行电镀处理。

本发明的耐高温耐辐射光纤的加工工艺，在所述清洗上一步得到的裸纤之后，所述对上一步得到的裸纤进行活化处理之前，还包括以下步骤：

将清洗后得到的裸纤放入粗化液中浸泡10分钟。

本发明的耐高温耐辐射光纤的加工工艺，所述清洗上一步得到的裸纤，具体包括以下步骤：

用酒精棉球均匀擦拭所述无涂覆层的裸纤的表面；

将擦拭过的裸纤浸入浓度为100g/L的NaOH溶液中浸泡10分钟；

从所述NaOH溶液中取出裸纤并用去离子水冲洗。

本发明的耐高温耐辐射光纤的加工工艺，所述对上一步得到的裸纤进行活化处理，具体包括以下步骤：

将去离子水冲洗后得到的裸纤放入设定温度为120℃的保温箱中保温10分钟。

本发明的耐高温耐辐射光纤的加工工艺，所述粗化液为HF、H₂SiF₆和H₂O的混合物，其体积比为HF∶H₂SiF₆∶H₂O＝1∶1∶2。

本发明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，本发明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为本发明的耐高温耐辐射光纤的截面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述：

参考图1所示，本发明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共同构成本发明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。

本发明的耐高温耐辐射光纤可以采用如下加工工艺：