[发明专利]一种光学纤维皮料管及其制备方法和应用

说明书

本发明是关于一种光学纤维皮料管及其制备方法和应用，所述光学纤维皮料管从内向外依次为本体层、吸收层和氧化层；所述本体层包含第一氧化物MO和M₂O₃中的至少一种，所述第一氧化物MO为PbO；所述第一氧化物M₂O₃选自Bi₂O₃、Cd₂O₃、Sn₂O₃、Sb₂O₃和As₂O₃中的至少一种；所述吸收层中含有与所述本体层中相同的M元素，且所述M元素的至少一部分以单质形式存在于吸收层中；所述氧化层与所述本体层的物质组成相同。该制备方法包括：将原料皮料管在氢气环境中进行还原反应；在空气环境中，将得到的皮料管经精密退火使所述吸收层的外表面以及外表面下区域中的部分单质M被氧化，从而形成氧化层。本发明的光学纤维皮料管不仅自身对杂散光具备全角度的吸收能力，同时吸收性能较高。

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，特别涉及一种光学纤维皮料管及其制备方法和应用。

背景技术

光学纤维是由玻璃、石英或塑料等透明材料制成核芯，且其外面具有低折射率的透明皮料管。成品元件，单纤维直径通常在几微米到几十微米之间。

光纤传像元件（如光纤面板、倒像器、光锥等）是一种由数百万甚至上千万根直径为几微米的光学纤维排列成棒，经融压工艺成型，再经过光学加工制备而成。其数值孔径可以达到1.0，具备光学零厚度的特性。光纤传像元件作为光电倍增管等光电增强设备的重要元件，广泛应用于夜视仪器、医学成像器械、能量探测等高端设备和前沿领域中。

光纤传像元件成像质量的优劣，主要取决于光透过率、对比度等相关光学性能参数。然而传统的光纤制备，如图1所示，均是采用芯棒1’、皮管2’、吸收丝4’ 及填充丝3’这四种组合而成的纤维结构（见图1）；而多种材料最终在同一温度下融合成型，影响性能的因素很多，必将产生许多不可控缺陷，限制了光纤制品光学性能的提高，这也是一直以来，制约夜视光学发展的关键因素之一。其中，上述皮料管2’均采用单一材料的透明玻璃管，结合纤维间插入吸收丝4’及填充丝3’，该吸收丝4’可实现杂散光5’的吸收，而该填充丝3’可降低孔隙比例。这种多种不同材料组成的结构更容易导致暗点、网格等缺陷产生。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于，提供一种光学纤维皮料管及其制备方法和应用，通过还原处理工艺，使皮料管外表层被还原，产生深色的吸收层，该吸收层具备杂散光吸收能力；从光学纤维元器件的结构上进行改进，由原芯料、皮料、吸收料三部分构成的纤维，改进为芯料、皮料两部分，实现对光纤结构的优化，并提高杂散光的吸收效果，从而提高光学纤维传像器件的光学性能。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种光学纤维皮料管，所述光学纤维皮料管从内向外依次为本体层、吸收层和氧化层；

所述的本体层包含第一氧化物MO和M₂O₃中的至少一种，所述第一氧化物MO为PbO；所述第一氧化物M₂O₃选自Bi₂O₃、Cd₂O₃、Sn₂O₃、Sb₂O₃和As₂O₃中的至少一种；

所述的吸收层中含有与所述的本体层中相同的M元素，且所述的M元素的至少一部分以单质形式存在于吸收层中；

所述氧化层与所述本体层的物质组成相同。

本发明的目的及解决其技术问题进一步可采用以下技术方案来实现。