[发明专利]一种聚合物光纤面板、制造方法及大面积聚合物光纤面板

说明书

本发明涉及一种聚合物光纤面板、制造方法及大面积聚合物光纤面板，属于成像技术中使用的光纤面板。本发明采用的一种技术方案为：聚合物光纤面板，整体结构为正多边形，内部为阵列排布的聚合物光纤单丝，所述聚合物光纤单丝包括聚合物芯料和包裹聚合物芯料的聚合物皮料，聚合物芯料处于中心，聚合物皮料包裹住聚合物芯料。与现有技术相比本发明采用复合纺丝法制备聚合物光纤是成本低、制造速度快、能够连续化、高效的进行制造。采用聚合物光纤采用熔合‑拉丝‑熔合的工艺来制造聚合物光纤面板，所制得的聚合物光纤面板每个均能够单元独立传像，单个聚合物光纤面板单元结构规整，内部结构稳定，使用时获得的分辨率高。

技术领域

本发明涉及一种聚合物光纤面板、制造方法及大面积聚合物光纤面板，属于成像技术中使用的光纤面板。

背景技术

光纤面板是指厚度小于横截面的板状图像传递原件，由许多根光纤按一定的规则排列后，经过加热熔合形成。光纤两端按一一对应的关系紧密排列，使每根光导纤维输入和输出端在几何上一一对应，每一根光导纤维传递一个像点，从而起到像传导的作用。每根光纤的直径在几微米到数十微米量级，对图像有很高的传递效率，且畸变很小。光纤面板具有集光效能高、传光效率高、传像真实的特点，利用光纤面板加工成的各种平面或曲面作输入、输出窗并与电子光学器件匹配消除像差，能获得大反差、高分辨率的像。

现有的光纤面板绝大多数是由生产加工工艺较成熟的玻璃光纤制作而成，虽能满足大部分使用要求，却存在质量重、性脆易碎、不耐酸易腐蚀、生物兼容性差、产品的成品率低、造价及其昂贵等问题。

面对市场需求和技术瓶颈，聚合物光纤面板具有价格低、韧性好、耐酸碱、生物兼容性好等优点，目前世界只有美国可以生产用于成像应用的聚合物光纤面板，可以做到以高均匀性、真实色彩保真度和最小失真将图像从输入表面传输到输出表面。

目前，国内尚未涉及到一种采用聚合物光纤技术来制造聚合物光纤面板，有望成为替代玻璃光纤面板、弥补玻璃光纤面板缺陷的首选产品。

发明内容

本发明提供一种一种聚合物光纤面板、制造方法及大面积聚合物光纤面板，

实现制造出低成本、高分辨率、应用范围广的聚合物光纤面板。

为了解决上述技术问题，本发明采用的一种技术方案为：

聚合物光纤面板，整体结构为正多边形，内部为阵列排布的聚合物光纤单丝，所述聚合物光纤单丝包括聚合物芯料和包裹聚合物芯料的聚合物皮料，聚合物芯料处于中心，聚合物皮料包裹住聚合物芯料。

作为优选，聚合物芯料为PMMA, 聚合物皮料为氟树脂。

聚合物光纤面板的制造方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）使用高精度溶体纺丝机通过复合纺丝法制备芯皮纤维结构的聚合物光纤单丝。

2）使用精密自动排板机按照预设模板排布上述聚合物光纤单丝，形成一次单丝棒。

3）在热压成型炉中抽真空加压，对排列好的一次单丝棒进行升温与保温处理，并压制成一次预制棒。

4）采用多段控温近红外光纤拉制设备拉制上述一次预制棒成为光纤复丝，然后通过激光切丝将光纤复丝断成多段一定长度的复丝。

5）取多根复丝在正六边形的排板模具中排出正六边形纤维阵列板，绑扎纤维阵列板的两端并固定；

6）将排列好的纤维阵列板装入熔压成型模中并放入真空热压炉中，进行二次熔压；

7）将真空熔合的聚合物光纤阵列板段通过内圆切片机切片、研磨机研磨、抛光机抛光，制得出预设厚度的聚合物光纤面板。

制造方法中的步骤优选：步骤3）中真空热压的温度为180~220℃，压力为0.40MPa。