[发明专利]一种后处理制备光滑腐蚀光纤表面的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及光纤腐蚀技术领域，涉及将腐蚀得到的具有粗糙表面光纤进行后处理，达到获得光滑光纤表面的目的，具体涉及后处理得到光滑腐蚀光纤表面的方法。

技术背景：

目前一般采取化学腐蚀法来控制光纤的直径，以便进行深入的加工。但是，文献报道的光纤化学腐蚀法具有以下缺点：重现性不好，腐蚀时间长，不易操作，腐蚀后的光纤表面还是有一定粗糙。光纤腐蚀后的反射率受表面粗糙度的影响，光滑的腐蚀表面有较好的界面反射。因此研究获得光滑的腐蚀光纤表面具有重要的理论和现实意义。据我们所知，目前还没有关于利用简单的后处理方法能实现获得光滑腐蚀光纤表面的报道。

发明内容：

本发明的目的为了克服现有技术存在的缺陷和问题，提供一种后处理制备光滑腐蚀光纤表面的方法，本发明的方法是通过将HF溶液腐蚀得到粗糙光纤置于盐溶液中超声处理完成的，此种后处理方法可以获得光滑的腐蚀光纤表面。

光纤腐蚀主要发生了以下化学反应(1-4)，光纤表面产生气泡SiF₄和溶胶H₂SiF₆，腐蚀产物聚集在光纤表面，形成了粗糙的表面，为了除去表面产生的气泡SiF₄和溶胶H₂SiF₆，将气泡SiF₄和溶胶H₂SiF₆通过化学反应转化为沉淀H₄SiO₄和Na₂SiF₆，再通过超声将沉淀从光纤表面震动除去，以合成光滑的光纤表面，相关原理如反应(5)和(6)所示。本发明的目的是针对常规方法腐蚀得到的粗糙腐蚀光纤表面，提供一种有效后处理制备光滑腐蚀光纤表面的方法，且能缩短后处理的时间。

SiO₂+2H₂O→Si(OH)₄  (1)

Si(OH)₄+4HF→SiF₄↑+4H₂O  (2)

3SiF₄+2H₂O→2H₂SiF₆↓(凝胶)+SiO₂  (3)

SiF₄+2HF→H₂SiF₆↓(凝胶)  (4)

SiF₄+Na₂CO₃+H₂O→H₄SiO₄↓(沉淀)+Na₂SiF₆↓(沉淀)+CO₂↑  (5)

H₂SiF₆+Na₂CO₃→Na₂SiF₆↓(沉淀)+CO₂↑+H₂O  (6)

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种后处理制备光滑腐蚀光纤表面的方法，其特征在于包括有以下步骤:

1)以普通光纤为原材料，通过质量浓度为98.0%的硫酸溶液腐蚀掉光纤表面的涂覆层，得到裸露光纤；

2)将步骤1)制备的裸露光纤置于摩尔浓度为1.0mol L^-1的Na₂CO₃溶液中，超声处理30s，除去光纤表面混有的H₂SO₄溶液后取出，再将经Na₂CO₃溶液洗后的光纤置于去离子水中超声处理30s，除去光纤表面可能混有的Na₂CO₃；

3)将步骤2)处理后的裸露光纤置于质量浓度5.0-60.0%的HF溶液中进行腐蚀，腐蚀时间0.8-11.0h。控制光纤直径，得到具有粗糙腐蚀表面的光纤；

4)把步骤3)制备的具有粗糙腐蚀表面的光纤置于50.0mL摩尔浓度为0.01-2.00mol L^-1的Na₂CO₃溶液中，搅拌1-20min后，于温度20-90℃下超声处理2-40min；