[发明专利]一种复合材料光纤及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合材料光纤及其制备方法，该复合材料光纤由金属氧化物玻璃和化合物玻璃中的一种玻璃与高分子材料复合而成，它包括金属氧化物纤芯或化合物纤芯、填充于金属氧化物纤芯或所述的化合物纤芯之间的高分子材料填充物；其中，金属氧化物玻璃和化合物玻璃的折射率均高于高分子材料的折射率，金属氧化物玻璃和化合物玻璃在熔融状态下不发生玻璃析晶；优点是其制备难度低、成本低、有效传输距离长、柔软性好、韧性好。

技术领域

本发明涉及一种光纤及其制备技术，尤其是涉及一种复合材料光纤及其制备方法。

背景技术

光纤是一种导光纤维，其可以传输不同波段的光波。光波可以包含信息、能量等，所以根据传输的光波的应用目的，光纤可以分为以下几个种类：通信光纤、传能光纤等等。这些不同种类的光纤基于不同的光学原理和光纤结构，实现不同的功能。

多芯光纤是一种基于空分复用提高光纤通信容量的特种光纤。当多芯光纤的纤芯密度增大到数千或数万及以上时，这种超多芯光纤的每一根纤芯都可以单独传输一路光波长数据，在一定长度范围，各根纤芯之间的耦合较低并不相互影响。这种超多芯光纤可以将探测目标每微小位置的发光波长信息，通过成千上万根纤芯传输，在这种超多芯光纤的末端再加上光电转换设备，可实现还原探测目标的图像信息功能。

目前对超多芯光纤的研究较少，其种类和制备方法也都不尽相同。如：中国公告的发明专利“多芯光纤”(专利号：ZL 200710165726.0)，其包括具有石英的包层，以及嵌入该包层内的多个芯，每个芯具有的直径(D)在1.3μm到2.0μm范围内，数值孔径(NA)为0.35到0.45，折射率分布系数(α)为2.0到4.0，每个芯的中心具有的锗含量为20wt％到30wt％，相邻的芯的间距为3.0μm或更大。又如：中国公告的发明专利“石英类多芯光纤”(专利号：ZL200810186745.6)，其包括多个纤芯，该纤芯具有GeO₂-SiO₂类玻璃，该GeO₂-SiO₂类玻璃包括Ge浓度15重量％以上、F浓度0.05重量％以上且2重量％以下，包层与纤芯的相对折射率差为3％以上且包层直径与纤芯直径之比为1.02～3.0，在入射400～650nm的激发光时，抑制600～800nm处的发光。再如：中国公开的发明专利申请“一种多芯型石英传像光纤的制备方法”(申请号：201910452271.3)，其先制备单芯棒，芯层的折射率为阶跃型或渐变型；将单芯棒拉制成单芯玻璃丝，单芯玻璃丝的直径为1～5mm；将等长的单芯玻璃丝清洗干燥后堆积填充至石英玻璃管内，再对充满单芯玻璃丝的石英玻璃管加热使其熔缩成实心的多芯棒；然后将多芯棒拉制成多芯玻璃丝，将等长的多芯玻璃丝清洗干燥后堆积填充至石英玻璃管内，直至充满石英玻璃管内孔，再将充满多芯玻璃丝的石英玻璃管加热使其熔缩成实心的复合多芯棒；最后将复合多芯棒放在拉丝塔上拉制成纤，即制成多芯型石英传像光纤，传像光纤的外径为100～1200μm。还如：中国公开的发明专利申请“一种多芯型传像光纤预制棒的制备方法”(申请号：201910453265.X)，其先制备单芯棒，芯层的折射率为阶跃型或渐变型，单芯棒直径为10～50mm；将单芯棒拉制成单芯玻璃丝，单芯玻璃丝的直径为0.5～2mm；再将等长的单芯玻璃丝清洗干燥后堆积填充至石英玻璃管内，直至充满石英玻璃管内孔；最后对充满单芯玻璃丝的石英玻璃管加热使其熔缩成实心的多芯棒，即制成多芯型石英传像光纤预制棒。