[发明专利]一种液体蓝宝石光纤包层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种液体蓝宝石光纤包层及其制备方法，该液体蓝宝石光纤包层，包括蓝宝石光纤、包层液体和毛细玻璃管，毛细玻璃管同轴环设于蓝宝石光纤外部，毛细玻璃管与蓝宝石光纤包围形成的密闭空间内填充有包层液体；包层液体的折射率小于蓝宝石光纤，且折射率为1.60～1.71。本发明通过引入包层液体填充于毛细玻璃管与蓝宝石光纤之间，替代现有的固体包层方式，避免高温环境下膨胀系数不匹配而造成的包层开裂情况，并且能有效保护蓝宝石光纤，避免其在高温过程中的损伤，降低其光传输损耗。

技术领域

本发明涉及光纤技术领域，特别是一种液体蓝宝石光纤包层及其制备方法。

背景技术

目前，蓝宝石光纤在高温高压等恶劣环境中有很好的应用前景，蓝宝石光纤使用寿命长，具有稳定的物理化学性能、良好的环境适应性和稳定性，蓝宝石光纤符合普朗克定律，可以单点标定保证全量程测量不确定度；蓝宝石光纤熔点高，具体为2045℃，可在1900℃的环境长期工作，瞬间达到2000℃也能正常工作；并且其响应速度比较快。但与普通的光纤不同，蓝宝石光纤是单晶光纤，因制作工艺，它是没有包层的裸光纤，正因其没有包层，当其在高温环境下工作时，光纤表面会损伤，出现沉积物，因此光很有可能会从光纤逸出，从而造成光损失。因此对蓝宝石光纤进行包层覆盖是目前热门研究方向，现有技术是利用尖晶石MgAl₂O₄、多晶Al₂O₃和特氟龙等通过烧制和旋涂对蓝宝石光纤进行包层涂覆，但是这样的包层加工产率低、高温下不稳定，包层因膨胀系数不匹配易开裂等问题，因此难以实现对蓝宝石光纤的有效保护。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种液体蓝宝石光纤包层及其制备方法，用于解决现有技术中。

为解决上述技术问题，本发明提供了第一解决方案：提供了一种液体蓝宝石光纤包层，包括蓝宝石光纤、包层液体和毛细玻璃管，毛细玻璃管同轴环设于蓝宝石光纤外部，毛细玻璃管与蓝宝石光纤包围形成的密闭空间内填充有包层液体；包层液体的折射率小于蓝宝石光纤，且折射率为1.60～1.71。

其中，毛细玻璃管包括管体和一对固定件，管体为筒状结构并同轴环设于蓝宝石光纤外部，一对固定件分别设置于管体的两端并设有供蓝宝石光纤贯穿的通孔，通过固定件将包层液体约束在管体和蓝宝石光纤之间的密闭空间中。

其中，管体的长度小于蓝宝石光纤。

其中，以质量份计，包层液体由90～110份的脱氧雪腐镰刀菌烯醇-3-葡萄糖苷溶液和30～40份的氯化钠晶体混合后组成。

为解决上述技术问题，本发明提供了第二解决方案：提供了一种液体蓝宝石光纤包层的制备方法，其步骤包括：蓝宝石光纤预处理，包层液体制备以及液体蓝宝石光纤包层装配；液体蓝宝石光纤包层的制备方法用于制备前述第一解决方案中液体蓝宝石光纤包层。

其中，蓝宝石光纤预处理步骤具体包括：将蓝宝石光纤依次置于丙酮、乙醇和去离子水中分别进行超声清洗5～30min，并置于真空干燥箱烘干。

其中，包层液体制备步骤具体包括：以质量份计，将90～110份的脱氧雪腐镰刀菌烯醇-3-葡萄糖苷溶液和30～40份的氯化钠晶体混合后形成包层液体。

其中，液体蓝宝石光纤包层装配步骤具体包括：取毛细玻璃管的管体同轴环设于预处理后的蓝宝石光纤，通过一固定件将管体和蓝宝石光纤的一端密封后，向管体和蓝宝石光纤之间注入包层液体，注满后通过另一固定件将管体和蓝宝石光纤的另一端密封。

其中，管体的长度小于蓝宝石光纤。

其中，包层液体的注入厚度为60～110μm。