CN102503186A - 一种制作红外空芯光纤的方法 - Google Patents
一种制作红外空芯光纤的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102503186A CN102503186A CN2011103548813A CN201110354881A CN102503186A CN 102503186 A CN102503186 A CN 102503186A CN 2011103548813 A CN2011103548813 A CN 2011103548813A CN 201110354881 A CN201110354881 A CN 201110354881A CN 102503186 A CN102503186 A CN 102503186A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hollow
- optical fiber
- core fiber
- infrared
- iodine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
本发明属于光电子材料技术领域，具体为一种制作红外空芯光纤的方法。该方法首先使用SnCl2的水溶液处理并活化空芯光纤毛细管内壁表面；其后利用银镜反应的原理在毛细管内壁镀一层银膜；最后使用碘的酒精溶液碘化毛细管内壁的银膜，得到Ag/AgI结构的红外光纤。通过控制碘的酒精溶液浓度、流速和碘化反应的温度、反应时间等，可以获得在红外波长范围内具有特定低损耗窗口的红外空芯光纤。与传统的采用碘的环己烷溶液相比，本发明方法可大大降低各个膜层的表面粗糙度。使用这种方法制作的光纤可以在1mm处的近红外波长带实现低损耗，大大拓展了Ag/AgI结构红外光纤应用范围。
Description
技术领域
本发明属于光电子材料技术领域，具体涉及一种红外空芯光纤的制作方法。
背景技术
红外空芯光纤以空气或者其他气体、液体作为光的主要传播介质，具有材料色散小，吸收小，非线性效应阈值高等优点，同时在红外波长范围内具有低损耗；可用于传输光，以及制作各种光电子器件、气体或者液体传感器等，广泛应用在医疗、科研、工业等领域。
现有的红外空芯光纤主要分为三类：第一类是蓝宝石等材料制作的全反射型空芯光纤，造价较高。第二类是泄漏型空芯光纤，在光纤***或者内层涂上反射膜，这种反射膜可以由金属（如银）与介质膜（如碘化银、聚合物）等组成，金属与介质膜的反射率不同，反射膜一般为两层或多层。第三类是光子晶体（光子带隙）光纤。这种光纤的空芯区***是多孔圆柱型材料，利用光在多孔区域上多次折射和反射，限制光束扩展至光纤外。其中第二类光纤研究较为成熟，制作简单，成本适中。在可见光-近红外波长范围内常用金属/聚合物空芯光纤，其缺点是制作周期长，工艺难度较高；且获得的光纤功率阈值较低。但传统的具有较高功率阈值的金属/金属卤化物空芯光纤只能在中远红外波长范围内实现低损耗。
发明内容
本发明的目的在于提出一种工艺简单，能在可见光-近红外波长范围内实现低损耗的红外空芯光纤的制作方法。
本发明提出的红外空芯光纤的制作方法，具体步骤如下：
1、活化处理，使用0.1~1 %质量分数的SnCl2水溶液处理空芯光纤毛细管内壁表面，时间8--15s，通过这一步骤可以加快银膜沉积的速度，并减少银膜表面的粗糙度；
2、液相镀银，使用液相镀膜法，利用银镜反应的原理在空芯光纤毛细管内壁表面镀一层银膜（Ag），渡膜装置如图1所示；
3、碘化处理，使用酒精作为碘单质的溶剂，将配制好的碘酒精溶液，用真空泵泵入内壁表面镀有银膜的空芯光纤毛细管（为玻璃管），使空芯光纤毛细管内壁表面银膜的表层发生碘化反应，形成碘化银膜（AgI），从而在空芯光纤毛细管内壁表面形成银膜和碘化银膜双层结构（Ag/AgI），即得到在可见光-近红外波长范围内具有低损耗窗口的红外空芯光纤，亦称Ag/AgI光纤。碘化处理装置如图2所示。
本发明的碘化反应中，通过选择适当控制碘酒精溶液的浓度或流速，碘化反应的温度或时间控制反应速度，以获得在可见光-近红外波长范围内具有特定低损耗窗口的Ag/AgI光纤。一般地，控制碘酒精溶液的浓度为0.5~8g/L ，碘酒精溶液的流速为0.4~0.6 mL/ s，碘化反应的温度为-30℃ ~30℃ ，碘化反应的时间为10s~40s。
总的来说，碘酒精溶液浓度越低，碘酒精溶液流速越低，碘化反应温度越低，碘化反应速度越慢。具体来说，在碘化反应中，可通过控制碘酒精溶液的浓度，控制反应速度，在特定的反应时间下可以得到预期的碘化银膜，从而在目标波长处得到期望的低损耗窗口。或者通过控制反应温度，控制反应速度，在特定的反应时间下可以得到预期的碘化银膜，从而在目标波长处得到期望的低损耗窗口。或者通过控制碘酒精溶液的流速，控制反应速度，在特定的反应时间下可以得到预期的碘化银膜，从而在目标波长处得到期望的低损耗窗口。
在一个实施例中，使用浓度为1g/L的碘酒精溶液，在7℃下反应18s，制作出的红外空芯光纤在1.064μm处可以得到低损耗窗口。
本发明中，空芯光纤毛细管（为玻璃基管）的内径为 50μm -- 5000 μm 。
本发明方法工艺简单，控制方便。与传统的采用碘的环己烷溶液相比，本发明方法可大大降低各个膜层的表面粗糙度，可以得到在可见光-近红外波长范围内具有低损耗窗口的红外空芯光纤。例如使用这种方法制作的光纤可以在1μm处的近红外波长带实现低损耗，大大拓展了Ag/AgI结构红外光纤应用范围。
附图说明
图1：银镜反应装置图。
图2：碘化反应装置图。
图3：优化在1.06μm的光纤传输损耗谱。
图中标号：1为空芯光纤毛细管（玻璃管），2为银氨溶液瓶，3为葡萄糖溶液瓶，4为废液瓶，5为真空泵，6为碘酒精溶液瓶，7为内壁表面镀有银膜的空芯光纤毛细管。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述本发明。
首先，使用质量浓度为0.1%的SnCl2水溶液活化空芯光纤毛细管内壁表面，通过这一步骤可以加快 下一步银膜沉积的速度，并减少银膜表面的粗糙度；然后，使用液相镀膜法，利用银镜反应的原理在空芯玻璃管内壁镀一层银膜。然后，以酒精为碘单质的溶剂，使用一定浓度的碘溶液进行碘化反应。反应中使用真空泵以一定流速抽取碘酒精溶液。通过调节碘酒精溶液浓度、碘化反应温度，控制碘化反应速度，然后控制碘化反应时间，得到不同厚度的碘化银。
具体的操作步骤及参数：
1、利用附图1所示装置，将图中的AgNO3溶液和葡萄糖溶液用SnCl2溶液（浓度为0.1%质量分数）替代，用真空泵均匀、快速地抽取溶液约8--15s，使其通过空芯光纤毛细管（玻璃管）。通过这一步骤可以加快银膜沉积的速度，并减少银膜表面的粗糙度；
2、利用附图1所示装置，使用液相镀膜法，利用银镜反应的原理在空芯光纤毛细管（玻璃管）内壁镀一层银膜。此步骤属于本领域的常规的工艺步骤，在此不赘述。
3、将镀好银膜的空芯光纤毛细管用氮气吹干，利用附图2所示装置，用真空泵均匀抽取碘酒精溶液，碘酒精溶液浓度、碘化反应时间和温度可以根据实际实验条件和目标波长调节。
如在7℃下，使用1g/L的碘酒精溶液反应18s，可以制作出长1m，在1.064μm处得到低损耗的光纤。损耗谱如附图3所示。反应速度和损耗均会随着溶液浓度和反应温度的增加而增加。
在20℃下，使用2g/L的碘酒酒精溶液反应34s，可以制作出长1m, 在1.064μm处得到低损耗的光纤。
在0℃下，使用5g/L的碘酒酒精溶液反应13s，可以制作出长1m, 在1.064μm处得到低损耗的光纤。
在0℃下，使用8g/L的碘酒酒精溶液反应7s，可以制作出长1m, 在1.064μm处得到低损耗的光纤。
Claims (3)
1.一种制作红外空芯光纤的方法，其特征在于具体步骤为：
（1）活化处理，使用0.1~1 %质量分数的SnCl2水溶液处理空芯光纤毛细管内壁表面，时间8--15s；
（2）液相镀银，使用液相镀膜法，利用银镜反应的原理在空芯光纤毛细管内壁表面镀一层银膜；
（3）碘化处理，使用酒精作为碘单质的溶剂，将配制好的碘酒精溶液，用真空泵泵入内壁表面镀有银膜的空芯光纤毛细管，使空芯光纤毛细管内壁表面银膜的表层发生碘化反应，形成碘化银膜，从而在空芯光纤毛细管内壁表面形成银膜和碘化银膜双层结构，即得到在可见光-近红外波长范围内具有低损耗窗口的红外空芯光纤，亦称Ag/AgI光纤。
2.根据权利要求1所述的制作红外空芯光纤的方法，其特征在于：控制碘酒精溶液的浓度为0.5~8g/L ，碘酒精溶液的流速为0.4~0.6 mL/ s ，碘化反应的温度为-30℃ ~30℃ ，碘化反应的时间为10s~40s。
3.根据权利要求1所述的制作红外空芯光纤的方法，其特征在于：在7℃下，使用浓度为1g/L的碘酒精溶液，反应18s，得到在1.064μm处具有低损耗窗口的红外空芯光纤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110354881.3A CN102503186B (zh) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | 一种制作红外空芯光纤的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110354881.3A CN102503186B (zh) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | 一种制作红外空芯光纤的方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102503186A true CN102503186A (zh) | 2012-06-20 |
| CN102503186B CN102503186B (zh) | 2014-06-11 |
Family
ID=46215337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110354881.3A Expired - Fee Related CN102503186B (zh) | 2011-11-10 | 2011-11-10 | 一种制作红外空芯光纤的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102503186B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107991735A (zh) * | 2016-10-27 | 2018-05-04 | 华东师范大学 | 金属毛细管环烯烃聚合物电介质膜太赫兹空芯光纤及制备 |
| CN109975921A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-07-05 | 贵州高澄医疗器械有限公司 | 红外传能光纤及其制造方法以及红外激光医疗传输*** |
| CN111719143A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-29 | 华东师范大学 | 一种abs塑料毛细管空芯光纤及制备方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3477852A (en) * | 1965-11-08 | 1969-11-11 | Eastman Kodak Co | Direct-positive silver halide emulsion resistant to kink-marking desensitization |
| US4930863A (en) * | 1988-05-06 | 1990-06-05 | Rauiot University Authority for Applied Research and Industrial Development Ltd. | Hollow fiber waveguide and method of making same |
| CN1105956A (zh) * | 1994-01-26 | 1995-08-02 | 褚宗文 | 一种银镜的生产方法 |
| CN1107232A (zh) * | 1994-02-21 | 1995-08-23 | 北京玻璃研究所 | 塑料空心光纤及其制作方法 |
| CN2480862Y (zh) * | 2000-11-30 | 2002-03-06 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 经改进的制备介质银/碘化银镀层空芯玻璃光纤的装置 |
| CN2563590Y (zh) * | 2002-09-03 | 2003-07-30 | 周桂耀 | 水平旋转式银/碘化银空芯光纤镀膜装置 |
| CN1487317A (zh) * | 2002-09-30 | 2004-04-07 | 周桂耀 | 银/碘化银空芯石英玻璃光纤 |
-
2011
- 2011-11-10 CN CN201110354881.3A patent/CN102503186B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3477852A (en) * | 1965-11-08 | 1969-11-11 | Eastman Kodak Co | Direct-positive silver halide emulsion resistant to kink-marking desensitization |
| US4930863A (en) * | 1988-05-06 | 1990-06-05 | Rauiot University Authority for Applied Research and Industrial Development Ltd. | Hollow fiber waveguide and method of making same |
| CN1105956A (zh) * | 1994-01-26 | 1995-08-02 | 褚宗文 | 一种银镜的生产方法 |
| CN1107232A (zh) * | 1994-02-21 | 1995-08-23 | 北京玻璃研究所 | 塑料空心光纤及其制作方法 |
| CN2480862Y (zh) * | 2000-11-30 | 2002-03-06 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 经改进的制备介质银/碘化银镀层空芯玻璃光纤的装置 |
| CN2563590Y (zh) * | 2002-09-03 | 2003-07-30 | 周桂耀 | 水平旋转式银/碘化银空芯光纤镀膜装置 |
| CN1487317A (zh) * | 2002-09-30 | 2004-04-07 | 周桂耀 | 银/碘化银空芯石英玻璃光纤 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 隋可融等: "高性能Ag/ AgI 红外空芯光纤的研究", 《光子学报》, vol. 37, no. 11, 30 November 2008 (2008-11-30), pages 2186 - 2187 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107991735A (zh) * | 2016-10-27 | 2018-05-04 | 华东师范大学 | 金属毛细管环烯烃聚合物电介质膜太赫兹空芯光纤及制备 |
| CN107991735B (zh) * | 2016-10-27 | 2019-11-15 | 华东师范大学 | 金属毛细管环烯烃聚合物电介质膜太赫兹空芯光纤及制备 |
| CN109975921A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-07-05 | 贵州高澄医疗器械有限公司 | 红外传能光纤及其制造方法以及红外激光医疗传输*** |
| CN111719143A (zh) * | 2020-06-02 | 2020-09-29 | 华东师范大学 | 一种abs塑料毛细管空芯光纤及制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102503186B (zh) | 2014-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Xu et al. | In situ precipitation of gold nanoparticles onto glass for potential architectural applications | |
| Ke et al. | Two-dimensional SiO2/VO2 photonic crystals with statically visible and dynamically infrared modulated for smart window deployment | |
| Zhao et al. | Development of multifunctional photoactive self-cleaning glasses | |
| CN103293142B (zh) | 一种柔性的表面增强拉曼光谱基底及其制备方法 | |
| CN102503186B (zh) | 一种制作红外空芯光纤的方法 | |
| Curti et al. | Stopband tuning of TiO2 inverse opals for slow photon absorption | |
| CN107155365B (zh) | 包括金属纳米线和金属纳米粒子的传导金属网络以及制造其的方法 | |
| US8121452B2 (en) | Method for fabricating a hollow fiber | |
| JPH10282348A (ja) | 中空導波路およびその製造方法 | |
| CN102608695A (zh) | 一种太赫兹保偏光纤及其制作方法 | |
| Xu et al. | Photochemistry-based method for the fabrication of SnO2 monolayer ordered porous films with size-tunable surface pores for direct application in resistive-type gas sensor | |
| CN107170896A (zh) | 一种钙钛矿柔性光探测器及其制备方法 | |
| CN102031566A (zh) | 基于表面等离子体效应的全有机一维光子晶体及制备方法 | |
| Pyun et al. | Hydrochromic smart windows to remove harmful substances by mimicking medieval european stained glasses | |
| CN101503185B (zh) | 荧光光谱可调的水溶性硒化镉量子点的一步制备法 | |
| CN106784147B (zh) | 多孔增强全无机钙钛矿可见光探测器制备方法 | |
| CN103739210A (zh) | 一种二氧化钛薄膜及其制备方法 | |
| CN111719143B (zh) | 一种abs塑料毛细管空芯光纤及制备方法 | |
| CN103345021A (zh) | 一种半球型光学微谐振腔的制备方法 | |
| CN109112601A (zh) | 基于TiO2/Ag纳米阵列光诱导增强拉曼基底的制备方法与应用 | |
| CN105821387B (zh) | 基于微米级阵列结构和氧化钇薄膜的蓝宝石光学性能提升方法 | |
| CN107991735B (zh) | 金属毛细管环烯烃聚合物电介质膜太赫兹空芯光纤及制备 | |
| JP5024113B2 (ja) | 中空ファイバの製造方法 | |
| CN102590093B (zh) | 一种气敏检测用液膜空芯光纤及制备方法 | |
| CN104237985A (zh) | 一种全介质反射膜及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140611 Termination date: 20161110 |