一种红外光纤面板及其制备方法和应用与流程

本发明涉及光纤面板制备领域，特别是一种红外光纤面板及其制备方法和应用。

背景技术：

1、中红外波段具有密集的热辐射能量，涵盖水分子的强吸收峰，存在极其重要的大气传输窗口，因此，2～5μm波段的中红外激光在光通信、环境监测、生物医疗、军事安全、基础科学研究及材料加工等领域有着非常重要的应用前景。

2、光纤面板具有传光效率高，级间耦合损失小，传像清晰、真实，在光学上具有零厚度等特点。光纤面板是由单数以万计的光纤制成的阵列式无源传像元件，具有分辨率高的特点。光纤由芯玻璃、皮玻璃构成，红外光纤面板将传统光纤中的芯玻璃置换成红外玻璃材料，以实现光纤面板在红外领域的应用。

3、传统光纤面板的制备要经历复丝拉制，熔压等多次热过程。对于红外光纤面板，由于红外玻璃材料热稳定性差，多次热过程会导致作为芯玻璃的红外玻璃材料析晶，以及长时间热过程导致红外玻璃材料受热分解，从而难以实现红外光纤面板的制备。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于，提供一种红外光纤面板及其制备方法和应用，所要解决的技术问题是如何实现红外光纤面板的制备，从而更加适于实用。

2、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红外光纤面板的制备方法，包括：

3、(1)将红外玻璃材料拉制成芯玻璃丝；

4、(2)将前述的芯玻璃丝排列成阵列，其中各芯玻璃丝在轴向相互平行，并在各前述的芯玻璃丝周围注入聚二甲基硅氧烷树脂，使至少部分前述的芯玻璃丝与聚二甲基硅氧烷树脂构成柱形；

5、(3)用红外飞秒激光照射聚二甲基硅氧烷树脂，使其固化，然后在200～220℃，在氧气和/或臭氧氛围下，使用深紫外光照射聚二甲基硅氧烷树脂，使其转化为二氧化硅，形成皮玻璃，得到坯板。

6、(4)将前述的坯板制成红外光纤面板。

7、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。

8、在一些实施例中，根据前述的制备方法，在步骤(1)中，前述的红外玻璃材料为ge-as-se玻璃或as-se-te玻璃。

9、在一些实施例中，根据前述的制备方法前述的芯玻璃丝的直径为300～500μm。

10、在一些实施例中，根据前述的制备方法，在步骤(2)中，各前述的芯玻璃丝的横截面中心到彼此的距离为540～900μm。

11、在一些实施例中，根据前述的制备方法，在步骤(2)中，聚二甲基硅氧烷树脂沿前述的芯玻璃丝的轴线方向深度为1～5cm。

12、在一些实施例中，根据前述的制备方法，在步骤(3)中，前述的红外飞秒激光的波长为750nm～780nm，前述的深紫外光的波长为190～254nm。

13、在一些实施例中，根据前述的制备方法，在步骤(2)中，具体的方式为，将前述的芯玻璃丝排列在模具中，再向前述的模具中注入聚二甲基硅氧烷树脂。

14、在一些实施例中，根据前述的制备方法，前述的模具包含固定板，前述的固定板上有与前述的芯玻璃丝外形匹配的安装孔，前述的安装孔的深度为0.5～1.5cm。

15、本发明提出的一种红外光纤面板，如图2所示，包括：

16、二氧化硅基板；以及，

17、玻璃丝，前述的玻璃丝采用红外玻璃材料，前述的玻璃丝以轴线垂直于前述的二氧化硅基板表面的方向贯通前述的二氧化硅基板的上下表面嵌设于前述的二氧化硅基板中。

18、具体地，红外光纤面板

19、本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种光学元件，包含前述的红外光纤面板。

20、通过上述技术方案，本发明一种红外光纤面板及其制备方法和应用至少具有下列优点：

21、本发明提供了一种红外光纤面板制备方法，将红外玻璃材料直接制备成芯玻璃丝，同时采用深紫外固化技术实现二氧化硅皮玻璃制备，避免多次热过程造成红外玻璃材料的芯玻璃丝析晶，以及长时间热过程导致芯玻璃丝受热分解的问题，从而实现红外光纤面板的制备。

22、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

技术特征：

1.一种红外光纤面板的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述红外玻璃材料为ge-as-se玻璃或as-se-te玻璃。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述芯玻璃丝的直径为300～500μm。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，各所述芯玻璃丝的横截面中心到彼此的距离为540～900μm。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，聚二甲基硅氧烷树脂沿所述芯玻璃丝的轴线方向深度为1～5cm。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，所述红外飞秒激光的波长为750nm～780nm，所述深紫外光的波长为190～254nm。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，具体的方式为，将所述芯玻璃丝排列在模具中，再向所述模具中注入聚二甲基硅氧烷树脂。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述模具包含固定板，所述固定板上有与所述芯玻璃丝外形匹配的安装孔，所述安装孔的深度为0.5～1.5cm。

9.一种红外光纤面板，其特征在于，包括：

10.一种光学元件，其特征在于，包含权利要求9所述的红外光纤面板。

技术总结本发明提供一种红外光纤面板及其制备方法和应用，其制备方法包括以下步骤：将红外玻璃材料拉制成芯玻璃丝；将芯玻璃丝排列成阵列，其中各芯玻璃丝在轴向相互平行，并在各芯玻璃丝周围注入聚二甲基硅氧烷树脂，使至少部分芯玻璃丝与聚二甲基硅氧烷树脂构成柱形；用红外飞秒激光照射聚二甲基硅氧烷树脂，使其固化，然后在200～220℃，在氧气和/或臭氧氛围下，使用深紫外光照射聚二甲基硅氧烷树脂，使其转化为二氧化硅，形成皮玻璃，得到坯板；将坯板制成红外光纤面板。本发明提供的红外光纤面板制备方法，避免多次热过程造成红外玻璃材料析晶，以及长时间热过程导致红外玻璃材料受热分解的问题，从而实现红外光纤面板的制备。技术研发人员：赵劲凯,孙勇,黄永刚,王彩丽,杨亮亮受保护的技术使用者：中国建筑材料科学研究总院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/29