[发明专利]高精度光学纤维丝及其制备方法和应用、高精度光学纤维丝制备装置

说明书

本发明是关于一种高精度光学纤维丝及其制备方法和应用、高精度光学纤维丝制备装置。所述制备方法包括以下步骤：1)玻璃棒体加热并拉伸；2)测量玻璃棒体的直径、加热炉的炉温和加热炉下游光学纤维丝的丝径；3)根据测量的玻璃棒体的直径、加热炉的炉温和加热炉下游光学纤维的丝径得到玻璃棒体的拉伸速度；4)以所述玻璃棒体的拉伸速度拉伸玻璃棒体，得到高精度光学纤维丝；所述高精度光学纤维丝的丝径精度为±0.001mm。所解决的技术问题是如何提高光学纤维丝的精度，使其丝径精度能够达到±0.001mm，从而更加适于实用。

技术领域

本发明属于光学纤维制造技术领域，特别是涉及一种高精度光学纤维丝及其制备方法和应用、高精度光学纤维丝制备装置。

背景技术

光学纤维元器件包括光纤面板、光纤倒像器和光纤光锥等，是一种性能优异的光电成像元件，其具有结构简单，体积小，重量轻，分辨率高，数值孔径大，级间耦合损失小，传像清晰、真实，传光效率高，在图像传输上具有光学零厚度，能改善边缘像质等特点。所述光学纤维元器件是由数千万根高精度光学纤维丝排列而成，其中光学纤维丝的直径的精度对其很多质量技术指标具有重大的影响。

现有技术中，一般的光学纤维丝的拉伸设备由上至下依次包括挂棒装置、加热炉、测径装置和牵引装置构成。首先，通过挂棒装置将棒管组合原料固定；然后通过加热炉将棒管组合原料加热至拉伸温度条件下，再通过牵引装置对其进行拉伸。通过测径装置测量加热炉下方的光学纤维丝的丝径，再通过所述丝径数据的结果对牵引装置的转速进行调整，从而实现对光学纤维丝直径的调整。

通过上述现有技术中的光学纤维丝的丝径控制方法所得到的光学纤维丝是通过离开加热炉的事后丝径的结果来调整牵引装置的转速，而事后丝径的数据滞后于加热炉内的实时丝径，导致牵引装置的转速调整滞后，使得光学纤维丝的丝径控制不准确，其丝径精度最高仅能达到±0.005mm。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种高精度光学纤维丝及其制备方法和应用、高精度光学纤维丝制备装置，所要解决的技术问题是如何提高光学纤维丝的精度，使其丝径精度能够达到±0.001mm，从而更加适于实用。

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高精度光学纤维丝的制备方法，其包括以下步骤：

1)玻璃棒体加热并拉伸；

2)测量玻璃棒体的直径、加热炉的炉温和加热炉下游光学纤维丝的丝径；

3)根据测量的玻璃棒体的直径、加热炉的炉温和加热炉下游光学纤维的丝径得到玻璃棒体的拉伸速度；

4)以所述玻璃棒体的拉伸速度拉伸玻璃棒体，得到高精度光学纤维丝；所述高精度光学纤维丝的丝径精度为±0.001mm。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的制备方法，其中所述根据测量的玻璃棒体的直径、加热炉的炉温和加热炉下游光学纤维的丝径得到玻璃棒体的拉伸速度，包括：

将实时测量的玻璃棒体的直径、加热炉的炉温和加热炉下游光学纤维的丝径输入预先训练的机器学习模型，得到玻璃棒体的拉伸速度。

优选的，前述的制备方法，其中所述预先训练的机器学习模型训练步骤如下：

样本玻璃棒体加热和拉伸，获取样本玻璃棒体的样本直径、加热炉的样本炉温和加热炉下游光学纤维的样本丝径，玻璃棒体的基准拉伸速度；

将所述样本直径、样本炉温和样本丝径输入待训练的机器学习模型中，得到预测拉伸速度；

基于基准拉伸速度和预测拉伸速度，调整待训练的模型，得到预先训练的模型。