[发明专利]3D打印横截面结构几何形状任意的光纤预制棒制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种3D打印横截面结构几何形状任意的光纤预制棒制备方法，具有制备快速、方便、均匀、节能、无环境污染且横截面结构几何形状任意等特点，可以用于设计各种光传输和变换特性的光纤。

背景技术

3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，已经应用于众多领域，现正逐渐用于一些产品的直接制造，如3D打印人工器官，3D打印飞机零件，甚至3D打印房屋等。该技术在工业设计、建筑、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

在现有的传统光纤制备过程中，由于预制棒沉积温度高达2000℃，制备难度大，所以很难设计制备出具有特异结构和性能的光纤。利用3D打印技术，设计不同模型，可以打印出横截面结构几何形状任意的特种光纤预制棒。如光子晶体光纤，偏心光纤，多芯光纤，任意多边形光纤及其相互交叉结构等的光纤预制棒设计。本发明基于3D打印技术，利用微米或纳米二氧化硅粉末，经3D打印而设计制备出各种横截面结构的光纤预制棒。再经拉制而成各种光传输和变换特性的特种光纤，以制备出各种形状特性的不同材料的特种光纤。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的缺陷，提供一种3D打印横截面结构形任意状的光纤预制棒制备方法，使光纤预制棒的制备变得更易实现。

为达到上述目的，本发明的构思是：

本发明3D打印横截面任意形状结构的光纤预制棒制备方法，

其操作步骤为：通过利用3D打印软件设计所需的各种横截面结构几何形状模型，然后通过3D打印装置按设计的软件模型打印出横截面结构几何形状光纤预制棒模型，即根据软件设计，打印出不同横截面结构的任意形状的光纤预制棒，进而可以拉制出具有各种光传输和变换特性的光纤，如光子晶体光纤，偏心光纤，多芯光纤，任意多边形光纤及其相互交叉结构光纤等，具有各种独特的光传输和变换性能，将为光纤通信和光传感提供各种性能特异的功能型光纤。

几何形状可以为多边形、圆形、椭圆等，也可以为偏心，晶体光纤等，以及多芯光纤等。

本发明与现有的各种光纤预制棒制备技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明可采用任意微纳米粉状二氧化硅及其掺杂材料，进行任意大小尺寸光纤预制棒制备，结构简单，易于制作和操控，价格低廉，各种横截面结构形状选择性容易，易制备出特异性光纤。

附图说明

图1是本发明的3D打印横截面结构形状任意的光纤预制棒制备方法程序框图。

图2本发明的3D打印横截面结构形状任意的光纤预制棒制备方法中的多种横截面结构形状图。其中图（d）图形截面中有四个空心小圆，（b）图形截面中蜂窝结构，（c）图形截面中有偏心空心圆，（a）三角形截面中有空心三角形，（e）圆形结构中有空心圆，（f）矩形截面，（g）多边形截面。

具体实施方式

本发明的优选实施例结合附图详述如下：

实施例一：

参见图1，本3D打印截面结构形状任意的光纤预制棒制备方法，其操作步骤为：1）通过利用3D打印软件设计所需的各种横截面结构几何形状模型，2）然后通过3D打印装置按设计的软件模型打印出所需横截面结构几何形状的光纤预制棒模型，可即根据软件设计，打印出所需各种横截面结构的任意形状的光纤预制棒，3）进而拉制出具有各种光传输和变换特性的光纤-光子晶体光纤、或偏心光纤、或多芯光纤、或任意多边形光纤、或者其相互交叉结构光纤，具有各种独特的光传输和变换性能，将为光纤通信和光传感提供各种性能特异的功能型光纤。

如图所示，通过利用3D打印软件设计多孔横截面结构几何形状的晶体光纤图形，然后通过3D打印装置根据软件模型打印出横截面结构为晶体光纤预制棒模型，进而可以拉制出具有各种光传输和变换特性的光子晶体光纤，制作出具有性能特异的功能型光纤。制备打印出具有多个多边形的空芯的光纤预制棒，进而拉制出具有带隙结构的光子晶体光纤。

实施例二

本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

通过利用3D打印软件设计多孔横截面结构几何形状的偏芯光纤图形，然后通过3D打印装置打印出横截面结构为偏芯光纤预制棒模型，进而可以拉制出具有各种光传输和变换特性的偏芯光纤，制作出具有性能特异的功能型光纤。制备打印出具有偏心的光纤预制棒，进而拉制出具有偏心的光纤。