[发明专利]一种液相化学去除光纤涂覆层的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通讯、光纤传感和光纤激光器等光纤应用领域，特别涉及去除光纤涂覆层的方法和装置。

背景技术

光纤由纤芯、包层和涂覆层构成，纤芯和包层的材质主要是熔石英玻璃，包层的材质为聚酰亚胺树脂、或者聚丙烯酸树脂。在光纤通讯、光纤传感和光纤激光器的一些应用中，需要将光纤涂覆层去除，露出包层，以便在光纤包层表面沉积金属层，或者化学腐蚀缩减包层的外部尺寸，或者紫外光照射包层，制作光纤光栅。现有的去除方法有机械去除、激光去除、化学去除等。去除涂覆层最常用的方法是机械去除，如用剥线钳去除，该方法便宜，实用方便，但容易带来光纤的机械损伤，且表面去除不净，也不能实现光纤的中段涂覆层去除。激光去除可以实现光纤涂覆层的中段去除，但成本高，激光热去除的有机物碳化残留物会影响光纤后续使用，激光热去除高温导致的光纤内应力也会使光纤的机械强度变差，紫外激光去除，则可能会降低光纤纤芯的光敏性，影响光栅结构的写入。利用热浓硫酸的化学去除可无损伤地去除光纤涂覆层，但现有方法难以实现中段去除，特别是难以获得短的中段去除窗口。

发明内容

本发明目的就是针对现有技术中存在的不足，提供一种去除光纤涂覆层的方法和装置，它对光纤的纤芯和包层无光学和机械损伤，表面清洁度高，适合中段去除，特别适合短的中段去除。

本发明技术方案是：一种光纤涂覆层去除方法的装置，它包括容器以及位于容器中的双层液体结构，其特征是：所述的双层液体结构为处于底层的保护液体和处于上层的腐蚀液体双层结构；所述保护液体密度大于所述腐蚀液体，且相互不发生溶解；所述保护液体不与光纤发生化学反应，也不溶解或溶胀光纤；所述腐蚀液体能够与光纤涂覆层发生化学反应，或者溶解或溶胀光纤涂覆层，但不与光纤的包层发生化学反应。

较好的技术方案是所述的容器内装有三层液体，最底层的第一保护液体、中间层的腐蚀液体和最上层的第二保护液体三层结构，所述第一保护液体密度大于所述腐蚀液体，且相互不发生溶解；所述腐蚀液体密度大于所述第二保护液体，且相互不发生溶解；所述第一保护液体和第二保护液体不与光纤发生化学反应，也不溶解或溶胀光纤。

所述的腐蚀液体为强酸性液体。所述的保护液体是不同密度的氟化油。

本发明还提供一种光纤涂覆层去除方法，它包括以下步骤：它是将光纤垂直插入光纤涂覆层去除方法的装置中，所述的光纤涂覆层去除方法的装置包括容器以及位于容器中的双层液体结构，所述的双层液体结构为处于底层的保护液体和处于上层的腐蚀液体双层结构；所述保护液体密度大于所述腐蚀液体，且相互不发生溶解；所述保护液体不与光纤发生化学反应，也不溶解或溶胀光纤；所述腐蚀液体能够与光纤涂覆层发生化学反应，或者溶解或溶胀光纤涂覆层，但不与光纤的包层发生化学反应。

较好的技术方案是：所述的容器内装有三层液体，最底层的第一保护液体、中间层的腐蚀液体和最上层的第二保护液体三层结构，所述第一保护液体密度大于所述腐蚀液体，且相互不发生溶解；所述腐蚀液体密度大于所述第二保护液体，且相互不发生溶解；所述第一保护液体和第二保护液体不与光纤发生化学反应，也不溶解或溶胀光纤。

本发明方法具体包括以下步骤：

(1)、将氟化油保护液体加入玻璃容器内，氟化油保护液体的厚度大于光纤涂覆层保留段的长度；

(2)、再加入浓硫酸腐蚀液体，浓硫酸腐蚀液体的厚度为光纤涂覆层中段去除窗口的长度；

(3)、将液体加热至50摄氏度；

(4)、迅速插入光纤至玻璃容器内，3分钟后迅速取出，再迅速置于去离子水中，超声震荡清洗5分钟；

(5)、取出光纤，100摄氏度烘干。

将光纤垂直插入容器中的液体结构后，位于上层腐蚀液体中的这部分光纤涂覆层就会被化学反应去除，或者溶解去除，或者溶胀后再施以机械摩擦力去除，其它部分的涂覆层则依然附着在光纤包层上，这样就实现了中段去除光纤涂覆层的目的。腐蚀液体层的厚度决定了光纤涂覆层中段去除窗口的长度，改变腐蚀液体层的厚度，可以方便地获得长短不同的光纤涂覆层中段去除窗口长度，腐蚀液体层的厚度理论上可以小于1mm。短的中段去除窗口长度光纤在金属化光纤的气密封装中有好的应用。

本技术方案中的腐蚀液体直接接触空气，可能向空气中挥发物质，或从空气中吸收水分等物质，因而对环境要求较高，另一方面，较强的毛细现象会导致去除窗口长度与腐蚀液体的厚度不一致。

本发明较好的方法是：它包括以下步骤：

(1)、将氟化油保护液体加入玻璃容器内，氟化油保护液体的厚度大于光纤涂覆层保留段的长度；