[实用新型]一种梯度折射率光纤复合丝及传像束

说明书

本实用新型涉属于光纤器件领域，为解决现有技术中为提高传像束透光率采用增大纤芯相对直径或者减小包层相对厚度进而导致传像束的分辨率变低问题，一种梯度折射率光纤复合丝及传像束，包括：多根径向梯度折射率玻璃丝、六边形薄壁黑玻璃管套、若干黑玻璃丝，其特征在于：多根径向梯度折射率玻璃丝以密六角方式组合排列，多根径向梯度折射率玻璃丝设置于六边形薄壁黑玻璃管套中，径向梯度折射率玻璃丝之间的间隙以及多根径向梯度折射率玻璃丝与六边形薄壁黑玻璃管套之间的间隙均填充所述的黑玻璃丝。梯度折射率玻璃丝替代阶跃折射率光纤提高了占空比、分辨率；填充的黑玻璃丝及黑玻璃管套进一步提高了传像的透光率、像质对比度和光学传递函数。

技术领域

本实用新型属于光学器件领域，涉及一种纤传像束。

背景技术

光纤传像束由柔性相干光纤束构成，是工业系统检查或危险环境下的成像应用等必须从远端位置传输图像时的优选工具，传像束规格多样，可满足各种非标准的成像应用。与传统的光学成像器件相比，具有重量轻、使用方便、便于携带等优点，因而在内窥镜、胃镜等医学精密光学设备都有应用，尤其是其耐辐射、耐腐蚀、抗电磁干扰，在军事领域等特殊应用场合更是不可替代。

在一些心血管手术、脑血栓手术中，传像束要在血管里面穿行，软质的传像束没法做到自由穿行，因此本文提出的实用新型为硬质梯度折射率玻璃丝结构，解决了这一问题。

传统的光纤传像束中光纤一般是由双层或多层结构，有纤芯和包层两层，增大纤芯的相对直径或者减小包层的相对厚度都可以提高传像束的透光率，如果纤芯的相对直径较大会导致传像束的分辨率变低，对像质不利，同时如果包层的相对厚度太薄会增加光纤之间的串扰，不利于提升图像的清晰度。

实用新型内容

为解决现有技术中为提高传像束透光率采用增大纤芯相对直径或者减小包层相对厚度进而导致传像束的分辨率变低问题，提出了一种梯度折射率光纤复合丝包括：多根径向梯度折射率玻璃丝、六边形薄壁黑玻璃管套、若干黑玻璃丝，多根径向梯度折射率玻璃丝以密六角方式组合排列，多根径向梯度折射率玻璃丝设置于黑玻璃套管中，径向梯度折射率玻璃丝之间的间隙以及多根径向梯度折射率玻璃丝与六边形薄壁黑玻璃管套之间的间隙均填充所述的黑玻璃丝。

优选的：径向梯度折射率玻璃丝其径向折射率呈抛物线分布。

优选的：径向梯度折射率玻璃丝没有外包层结构。

基于上述梯度折射率光纤复合丝的一种梯度折射率光纤传像束，由若干梯度折射率光纤复合丝排列而成，排列方式为：正方形紧密排列或正六角形紧密排列。

上述方案的梯度折射率光纤复合丝在制作时需要在梯度折射率玻璃丝的基础上进行多次拉丝，其主要制作过程如下：将梯度折射率基础玻璃预制棒拉制成直径为1mm的单丝，然后在一定温度下进行离子交换，使得玻璃中的一价阳离子和熔盐中的一价阳离子进行互扩散，实现玻璃中的某一种一价阳离子沿着玻璃丝径向的浓度从中心到边缘呈梯度分布，从而导致玻璃丝的折射率沿着径向从中心到边缘径向梯度分布。使用离子交换的方法制备径向梯度折射率玻璃丝，在特定温度下交换若干时间后，熔盐离子正好到达轴心，实际时间由实验确定。

将完成离子交换的径向梯度折射率玻璃丝取出清洗并晾干，放入准备好的V型槽铝件进行排丝，排丝的方法为正六角形排列法；在玻璃丝的缝隙插入黑玻璃丝用以消除杂散光；为增强玻璃丝之间的消光作用，需要将排好的单元体（一般为直径40mm）套上六边形薄壁黑玻璃管套，形成一次复丝黑玻璃管预制棒；将一次复丝黑玻璃管预制棒再一次拉丝到直径为1-2mm（缩小20-40倍，此时单丝直径约50-25微米），结束之后再次使用一次复丝黑玻璃管预制棒相同的工艺再一次排丝，形成二次复丝预制棒，最后再经拉丝，此时可以将玻璃丝直径再次缩小10倍，达到5-2.5微米的单丝直径，最后封装成器件。