[发明专利]光纤金属涂层涂覆装置与光纤金属涂层涂覆方法

说明书

本发明公开了一种光纤金属涂层涂覆装置与光纤金属涂层涂覆方法。本发明的光纤金属涂层涂覆装置包括：用于容置金属材料的坩埚以及用于对所述坩埚内的金属材料的温度进行控制的温控系统；所述坩埚包括坩埚本体、坩埚盖、与所述坩埚本体配合使用的第一螺钉以及与所述坩埚盖配合使用的第二螺钉。本发明的光纤金属涂层涂覆装置的原料利用率高，裸光纤进入液态金属材料时的温度能够得到精确控制，穿丝简单方便，成功率高，液态金属材料不会从坩埚的上部溢出，裸光纤表面形成的金属涂覆层的厚度均匀。

技术领域

本发明涉及光纤涂覆技术领域，具体而言，涉及一种光纤金属涂层涂覆装置与光纤金属涂层涂覆方法。

背景技术

随着石英玻璃光纤越来越广泛的应用，光纤的机械稳定性及环境适应性成为光纤应用中的一个重要问题。涂层是光纤的重要组成部分，直接影响着光纤的机械性能和抗外部环境能力。目前广泛采用紫外(UV)固化聚合物对光纤进行保护，其优点是涂覆工艺简单、涂覆速度快、微弯损耗低。然而，聚合物涂层材料具有可渗透性，不能完全阻止光纤与水分接触，光纤接触水分后会导致光纤表面裂纹的缓慢增长，从而影响光纤的机械稳定性。另外，常用的聚合物涂层的正常工作温度小于150℃，若大于限定温度将发生热老化和热氧老化，降低涂层对光纤的保护作用。

金属涂层光纤由于涂层的高密封性、高热导率及其化学和热稳定性，能有效隔绝水分和光纤接触，并且在400℃高温时仍能正常工作。此外金属涂层光纤在核工业抗辐射、高温警报系统(火灾等)、光纤温度传感器、耐氢高温系统、空间环境等应用场景中具有不可替代的作用。光纤表面的金属涂层可以用如下几种方法进行制备：溅射法、气相沉积法和冷凝法。溅射法得到的金属涂层密封性差且光纤强度低。沉积法产量低，沉积的光纤短，因此实用性都不强。目前采用较多的是冷凝法，即将冷却后的光纤通过有限厚度的熔融液态金属材料，光纤的温度低于金属熔点时，液态金属接触到光纤后将冷却成固态金属并以涂层的形式冻结在光纤表面。需要注意的是，光纤和熔融液态金属材料接触的时间不能超过光纤加热到金属熔点的时间，否则冷凝的金属涂层将再次融化。实现金属涂覆的核心为冷凝涂覆装置，然而，现有的冷凝涂覆装置存在原料利用率低、光纤进入液态金属时温度不能精确控制、穿丝困难、液态金属易溢出等问题。

发明内容

本发明的目的首先在于提出一种光纤金属涂层涂覆装置，原料利用率高，裸光纤进入液态金属材料时的温度能够得到精确控制，穿丝简单方便，成功率高，液态金属材料不会从坩埚的上部溢出，裸光纤表面形成的金属涂覆层的厚度均匀。

本发明的目的还在于提出一种光纤金属涂层涂覆方法，原料利用率高，裸光纤进入液态金属材料时的温度能够得到精确控制，穿丝简单方便，成功率高，液态金属材料不会从坩埚的上部溢出，裸光纤表面形成的金属涂覆层的厚度均匀。

为实现以上目的，本发明提供一种光纤金属涂层涂覆装置，包括：用于容置金属材料的坩埚以及用于对所述坩埚内的金属材料的温度进行控制的温控系统；

所述坩埚包括坩埚本体、坩埚盖、与所述坩埚本体配合使用的第一螺钉以及与所述坩埚盖配合使用的第二螺钉；

所述坩埚本体包括第一底板以及与所述第一底板相连的第一侧板；所述坩埚盖包括U形筒体以及与所述U形筒体的顶部外边缘连接的环形盖板，所述U形筒体包括第二底板以及与所述第二底板相连的第二侧板，所述第二侧板远离所述所述第二底板的一端与所述环形盖板相连；

所述坩埚盖与所述坩埚本体配合使用时所述环形盖板与所述第一侧板的顶端抵接，所述第二底板与所述第一底板之间的距离小于所述环形盖板与所述第一底板之间的距离；

所述第一底板上设有第一螺纹孔，所述第一螺钉可旋拧于所述第一螺纹孔中；所述第二底板上设有第二螺纹孔，所述第二螺钉可旋拧于所述第二螺纹孔中；

所述第一螺钉内设有允许裸光纤穿过的第一通孔，所述第二螺钉内设有允许裸光纤穿过的第二通孔。