本發(fā)明涉及光纖，具體為一種紅外空心光纖的制備方法。

背景技術(shù)：

1、光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱，它是工作在光波波段的一種介質(zhì)波導(dǎo)。它把以光的形式出現(xiàn)的電磁波能量，利用全反射原理約束在其界面內(nèi)，并引導(dǎo)光波沿著光纖軸線的方向前進(jìn)。根據(jù)用途的不同，將其分為兩類：一類是用于傳輸光學(xué)信號(hào)的，即通信光纖一類是用于傳輸能量的，即傳能光纖。

2、隨著激光技術(shù)的發(fā)展，紅外光纖的應(yīng)用也越來越廣泛，在通信工程、工業(yè)加工、軍事技術(shù)和醫(yī)療器械等方面的應(yīng)用尤其引人注目。在紅外區(qū)，有幾類非常重要的激光器，如2.94μm的er：激光器、5.3μm的co激光器和9~11μm的co2激光器等，其中10.6μm的co2激光器由于具有轉(zhuǎn)換效率高、增益系數(shù)大、輸出功率大等優(yōu)點(diǎn)，除了廣泛應(yīng)用在對(duì)材料表面進(jìn)行熱處理、焊接、切割等工業(yè)加工領(lǐng)域之外，還在自動(dòng)化操作系統(tǒng)、危險(xiǎn)環(huán)境以及中紅外光譜信號(hào)傳輸、紅外成像、紅外輻射測(cè)溫等紅外技術(shù)和科學(xué)研究領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，尤其是在醫(yī)療領(lǐng)域、衛(wèi)生領(lǐng)域，更為重要。

3、從傳輸激光性能上看，空芯光纖比實(shí)芯光纖具有更大的吸引力。空芯光纖在結(jié)構(gòu)上可以分為全反射型和泄漏型兩類，而泄漏型可以極大地增加空芯光纖內(nèi)壁的反射系數(shù)，克服單層空芯因吸收率k較大而造成的損耗，在理論上能夠比單層結(jié)構(gòu)獲得更小的傳輸損耗，并且這種光纖具有更好的彎曲特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種紅外空心光纖及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種紅外空心光纖，所述紅外空心光纖由內(nèi)至外的結(jié)構(gòu)為：雙層介質(zhì)膜-金屬膜-石英基管-保護(hù)膜。

3、進(jìn)一步的，所述雙層介質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)為碘化銀層、聚甲基丙烯酸甲酯層。

4、進(jìn)一步的，所述金屬膜具體為銀膜。

5、進(jìn)一步的，所述?保護(hù)膜具體為聚甲基丙烯酸甲酯膜。

6、進(jìn)一步的，一種紅外空心光纖的制備方法，包括以下制備步驟：

7、（1）將石英基管進(jìn)行預(yù)處理，隨后以10ml/min通入2wt%氯化鈀水溶液，活化25min，以10ml/min通入去離子水，清洗30s，得預(yù)處理石英基管；

8、（2）將20wt%氨水溶液以1~3ml/s加入1.75wt%硝酸銀水溶液中，20~40rpm攪拌5~15min，與還原液一起皆以5ml/min通入預(yù)處理石英基管，時(shí)間為20~50min，隨后用去離子水以50ml/min清洗，時(shí)間為10min，再以10ml/min通入氮?dú)庵廖镔|(zhì)內(nèi)部干燥，得銀膜石英基管;

9、（3）將碘、環(huán)己烷按質(zhì)量比0.2:100混合，升溫至50℃，50~100rpm攪拌1~2h，以5ml/min通入銀膜石英基管中，時(shí)間為2~8min，以10ml/min通入氮?dú)庵廖镔|(zhì)內(nèi)部干燥，隨后浸于0.25wt%聚甲基丙烯酸甲酯-丙酮溶液中，用提拉法取出，進(jìn)行固化，得紅外空心光纖。

10、進(jìn)一步的，步驟（1）所述預(yù)處理方法為：將去離子水、氫氧化銨、雙氧水按質(zhì)量比5:1:1混合，得堿液；將去離子水、氯化氫、雙氧水按質(zhì)量比5:1:1混合，得酸液；將石英基管按去離子水-堿液-酸液-去離子水的順序清洗，去離子水的流量為40ml/min，堿、酸液的流量為20ml/min，每次沖洗15min，100℃干燥1~2h。

11、進(jìn)一步的，步驟（2）所述還原液由10wt%葡萄糖水溶液、乙醇、聚乙二醇20000、2wt%硫酸水溶液按質(zhì)量比100:10:5:7混合制得。

12、進(jìn)一步的，其特征在于，步驟（2）所述20wt%氨水溶液、1.75wt%硝酸銀水溶液的質(zhì)量比為1:8~12。

13、進(jìn)一步的，其特征在于，步驟（3）所述提拉速度為0.3cm/s。

14、進(jìn)一步的，其特征在于，步驟（3）所述固化溫度為50~70℃、時(shí)間為100~150min。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：本發(fā)明利用聚乙二醇輔助金屬膜沉淀在石英空心基管的內(nèi)部，即利用聚合度較高的聚乙二醇，通過其活性作用，降低基管表面吸附溶劑的表面張力，增加沉積金屬的有效面積，進(jìn)而減小沉淀金屬顆粒的粒徑，降低沉淀膜的高低差和粗糙度，使制得的金屬膜更均勻、致密、光滑，當(dāng)光波入射到基管內(nèi)部時(shí)，幾乎能夠?qū)崿F(xiàn)光能量的全部反射，接著，通過在金屬膜上涂附雙層介質(zhì)膜，防止金屬氧化的同時(shí)，有效降低目標(biāo)波長(zhǎng)的傳輸損耗，且多層介質(zhì)膜的禁帶特性在外層金屬膜的高反射下得到加強(qiáng)，從而降低彎曲時(shí)的附加損耗，使得光束在其上面進(jìn)行反射，并以空氣作為傳輸介質(zhì)，從而使基管減少能量耦合時(shí)的反射損耗、光傳輸時(shí)的散射損耗和吸收損耗，其中第二層介質(zhì)膜是將管基浸在聚甲基丙烯酸甲酯中，固化后，不僅提高紅外區(qū)的透過率，而且在基管外形成一層保護(hù)膜，提高石英的力學(xué)性能，從而降低基管的損耗率。

技術(shù)特征：

1.一種紅外空心光纖的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種紅外空心光纖的制備方法，涉及光纖技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用聚合度較高的聚乙二醇輔助金屬膜沉淀在石英空心基管的內(nèi)部，增加沉積金屬的有效面積，進(jìn)而降低沉淀膜的高低差和粗糙度，使制得的金屬膜更均勻、致密、光滑，幾乎能夠?qū)崿F(xiàn)光能量的全部反射，接著，通過在金屬膜上涂附雙層介質(zhì)膜，防止金屬氧化的同時(shí)，有效降低目標(biāo)波長(zhǎng)的傳輸損耗，并以空氣作為傳輸介質(zhì)，從而使基管減少能量損耗，其中第二層介質(zhì)膜是將管基浸在聚甲基丙烯酸甲酯中，固化后，不僅提高紅外區(qū)的透過率，而且在基管外形成一層保護(hù)膜，提高石英的力學(xué)性能，從而降低基管的損耗率。

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技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28