[发明专利]Φ40mm大尺寸高对比度光纤倒像器的制备方法、应用

权利要求书

1.一种Φ40mm大尺寸高对比度的光纤倒像器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备单丝和光吸收丝：将高折射率的纤芯玻璃棒和低折射率的皮料玻璃管匹配后进行单丝拉制，得到拉制的单丝，所述单丝的丝径为3.20～4.20mm；将光吸收料玻璃拉制成光吸收丝，所述光吸收丝的丝径为0.49～0.64mm；

(2)拉制一次复合棒：将拉制的单丝排列成横截面为正六边形的六方体，并将光吸收丝插入到拉制的单丝之间相邻的空隙中，得到一次复合棒；所述六方体中，每边为4根单丝，所述单丝总根数为37根；所述光吸收丝的插丝根数为24-60根，再将一次复合棒拉制成一次复丝，所述一次复丝的横截面为正六边形，所述一次复丝的六方对边尺寸0.78-0.98mm；

(3)拉制二次复合棒：将一次复丝再排列成横截面为正六边形的六方体，得到二次复合棒，二次复合棒的每边为17根一次复丝，一次复丝排成的二次复合棒中，一次复丝的总根数为817根，将二次复合棒再拉制成二次复丝，所述二次复丝的横截面为正六边形，所述二次复丝的六方对边尺寸为0.87-0.89mm；

(4)热熔压、扭转成型：将二次复丝定长切割后排列成板段，按照板段热熔压成型前后设计好的压缩比热熔压成型，得到单元丝径≤4.0μm的Φ40mm大尺寸高对比度光纤倒像器的光纤维板毛坯，再将光纤维板毛坯的两端经过180°角度的扭转成型，即可得到有效区尺寸大于Φ40mm的大尺寸高对比度光纤倒像器；

所述光吸收料玻璃由以下摩尔百分含量的组分组成：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述光吸收料玻璃的制备方法，包括以下步骤：

(1)原料配备：按照配比称取石英砂、氧化铝、硼酸或硼酐、碳酸钠、碳酸钾、碱式碳酸镁、碳酸钙、氧化锌、二氧化钛、氧化锆、三氧化二铁、三氧化二钴、五氧化二钒和氧化钼，混合均匀，得到原料混合物；

(2)玻璃熔融：将原料混合物放入坩埚中进行高温熔融，待原料混合物熔融后澄清，将熔融澄清后的玻璃液在模具中浇铸成规定规格的玻璃，待玻璃冷却凝固后进行退火处理，得到光吸收料玻璃。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述高温熔融包括在1450-1550℃温度下熔融3-5小时，所述原料混合物在熔融过程中进行1-2次的搅拌；

所述澄清的温度为1300-1400℃，所述澄清的时间为1-2小时；

所述退火处理为在500-549℃下保温2-3小时，再用20-24小时降温至室温；

还包括，待浇铸完成后光吸收料玻璃液还未完全凝固时，用震荡器将玻璃熔液振动均匀，以去除玻璃熔体中的内部孔洞和气泡。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纤芯玻璃棒的制备方法，包括以下步骤：

(1)将原料石英砂、硼酸或硼酐、碳酸钙、碳酸锶、硝酸钡、二氧化钛、氧化镧、氧化钆和氧化铌按照配料要求放入铂金坩埚中；

(2)在第一温度下熔融，玻璃熔制过程中进行2-3次的搅拌，再降温至第二温度下澄清；

(3)将澄清后的熔融玻璃液浇铸成规定的玻璃制品；

(4)将成型后的玻璃制品在退火炉中退火，再随炉冷却至室温。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一温度为1450-1550℃；所述第二温度为1380-1420℃；所述熔融的时间为5-10小时；

所述澄清的时间为1.5-2.5小时；

所述退火处理为590-610℃保温1.5-2.5小时，再用20-24小时降温至100℃。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述光吸收料玻璃由以下摩尔百分含量的组分组成：

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：

所述光吸收料玻璃在0.3±0.01mm厚度下，在400-700nm波长范围内具有强烈均匀的光吸收能力和光谱吸收效果，光谱透过率≤0.1％。