[发明专利]用于光纤传像元件的光纤皮层玻璃及其机械拉管成型方法

说明书

本发明公开了一种用于光纤传像元件的光纤皮层玻璃及其机械拉管成型方法。该用于光纤传像元件的光纤皮层玻璃的组合物，包括以下摩尔百分含量的组分：SiO₂72.0‑80.0％；Al₂O₃5.5‑7.0％；B₂O₃2.0‑8.0％；Na₂O3.0‑8.0％；K₂O2.0‑7.0％；CaO1.0‑3.0％；SrO0.1‑2.0％；ZnO0.1‑2.0％；ZrO₂0.1‑0.9％；TiO₂0.1‑0.9％；Sb₂O₃0.1‑0.2％。该机械拉管成型的制备方法，包括以下步骤：玻璃熔化；澄清均化；拉管成型；切割退火。本发明的光纤传像元件用皮料玻璃化学性能优良，玻璃成分稳定，折射率低，抗析晶性能优良。

技术领域

本发明涉及玻璃材料领域，特别涉及一种用于光纤传像元件的光纤皮层玻璃及其机械拉管成型方法。

背景技术

光纤传像元件包括光纤面板、光纤倒像器、光纤光锥、光纤传像束等，是一种性能优异的光电成像元器件，具有数值孔径大，传光效率高，分辨率高，传像真实清晰，在光学上具有零厚度，结构简单，体积小，重量轻，气密性好，畸变小，斑点少，级间耦合损失小，耦合效率高能改善边缘像质等特点。光纤传像元件最典型的应用是作为微光像增强器的光学输入、输出窗口，对提高成像器件的品质起着重要的作用，广泛地应用于军事、刑侦、航天、医疗、探测等领域的各种阴极射线管、摄像管、电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)耦合、医疗器械显示屏以及高清晰度电视成像和其他需要传送图像的仪器和设备中，是当今世纪光电子行业的高科技尖端产品。

光纤传像元件是利用光学纤维的全反射原理实现的，构成光纤传像元件的光学纤维是由低折射率的皮层玻璃、高折射率的芯料玻璃和光吸收料玻璃，利用棒管结合和真空拉制工艺经热熔压成型的。由于光学纤维完全是由皮层玻璃紧密地熔合在一起，各相邻之间的光学纤维靠的非常近，而皮层厚度不均会导致入射光进入到光学纤维芯的光线在相邻纤维间的皮层发生串光的现象，从而导致输入光线会在全反射过程中穿透皮层发生光渗透现象，而造成漏光；而如果皮层玻璃的抗析晶性能差，会使得光学纤维在拉制的过程中发生界面析晶现象，直接影响光学纤维的传光和传像性能，这些都与皮层玻璃管有直接的关系。

经过几十年的不断发展和改进，已经广泛采用了机械拉制玻璃管的方法，但是现有的维洛法技术不适宜拉制大尺寸的玻璃管，其拉制的管径尺寸约1～60mm，所以在一些多品种、小批量的光纤传像元件的光纤皮层玻璃管的应用上，由于使用数量和皮层玻璃料的粘度的特性，采用的还是人工挑料吹制拉管成型制备玻璃管的方法。因为机械拉管的方法需要依靠大型的池窑进行连续供料，因此，变更产品的成分和规格型号都不方便，而对那些成分、规格各异的多品种、小批量的玻璃管来说，采用机械拉管的方式极不经济。而且由于光纤传像元件的皮层玻璃性能的特殊性以及使用数量的限制，一般也都只采用人工吹制手工拉管成型方式制备的玻璃管，而手工成型方式制备的玻璃管由于手工操作拉制受力不均匀等各种原因，会导致皮层玻璃管外径尺寸精度、壁厚尺寸精度、内径圆整度等远不如用机械方式拉出的玻璃管，而这一矛盾在光纤传像元件的生产过程中尤为突出。

随着近几年微光夜视的迅猛发展，光纤传像元件的生产规模不断扩大，应用数量和性能需求逐渐提高，所需要的皮料玻璃管的数量、性能和质量也逐渐提高，随着对光纤传像元件生产过程的强化，对产品质量的严格要求以及各公司间的激烈竞争，采用传统的手工拉制的方式已经远远不能满足光纤传像元件现代化生产要求了。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的制作成本较高的不足，提供了一种用于化学性能优良，玻璃成分稳定，折射率低，抗析晶性能优良的光纤传像元器件的光纤皮层玻璃。

本发明还提供一种玻璃管的机械拉管成型方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：