[发明专利]一种具有优异光传输性能的石英光纤及其制备方法

说明书

一种具有优异光传输性能的石英光纤及其制备方法，所述石英光纤是先在石英基片上涂覆有偶氮苯聚合物溶液得到复合石英，然后再在复合石英上涂覆有金刚石颗粒溶液得到石英光纤；所述偶氮苯聚合物溶液是将偶氮苯聚合物溶解在环戊酮中配成25‑35mg/mL的溶液，所述偶氮苯聚合物，按摩尔百分比计，主要由以下组分构成：甲基丙烯酸异丁基POSS 35‑45%、甲基丙烯酸三氟乙酯30‑50%、偶氮苯单体6‑[4‑（4‑氰基偶氮苯基）苯氧基]乙基甲基丙烯酸20‑30%。本发明所述的具有优异光传输性能的石英光纤及其制备方法，配方设置合理，制备工艺简单，制得的石英光纤具有优异光传输性能，易于大规模生产，具有易加工处理、韧性好、柔性高、更高的杨氏模量和热光系数的优点，应用前景广泛。

技术领域

本发明属于石英光纤技术领域，具体涉及一种具有优异光传输性能的石英光纤及其制备方法。

背景技术

石英光纤广泛应用于光纤传感器中，光纤传感器具有许多优点，例如质轻、抗电磁干扰能力强、抗腐蚀、耐高温高压、设备一体化程度高等，在生物医学领域、化学环保领域、电力工业领域、军事领域以及智能应用领域得到了广泛应用。

目前，随着聚合物合成技术的发展，相对于石英材料制作的光纤，将聚合物与石英结合的复合光纤具有重量轻、易加工处理，韧性好、柔性高、更高的杨氏模量和热光系数，并且一些特殊结构的聚合物材料还具有优异的光学和电学性质，能够实现多领域的应用，因此若将聚合物与石英光纤结合，将有可能得到具有性能更加优异的光纤传感器。现有技术中的聚合物-石英的复合光纤存在着以下问题：由于聚合物有机材料和光纤无机石英材料之间的不相容性，在聚合物和石英光纤之间的界面处存在着相分离的问题。因此，需要研发出一种具有优异光传输性能的石英光纤及其制备工艺，解决在复合过程中聚合物有机材料和光纤无机石英材料之间的不相容性，得到具有优异光传输性能的石英光纤。

中国专利申请号为 CN201810434976.8公开了一种铌酸锂掺杂石英光纤，是通过改进化学气相沉积工艺技术加入高温气化铌酸锂工艺制备而成。制备出的铌酸锂掺杂石英光纤结构为纤芯层掺铌酸锂匹配型结构或内包层掺杂铌酸锂结构或纤芯与内包层同掺铌酸锂结构，没有将聚合物有机材料和光纤无机石英材料复合以及提高聚合物与石英的相容性和提高光传输性能。

发明内容

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种具有优异光传输性能的石英光纤及其制备方法，配方设置合理，制备工艺简单，制得的石英光纤具有优异光传输性能，易于大规模生产，具有易加工处理、韧性好、柔性高、更高的杨氏模量和热光系数的优点，应用前景广泛。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种具有优异光传输性能的石英光纤，所述石英光纤是先在石英基片上涂覆有偶氮苯聚合物溶液得到复合石英，然后再在复合石英上涂覆有金刚石颗粒溶液得到石英光纤；所述偶氮苯聚合物溶液是将偶氮苯聚合物溶解在环戊酮中配成25-35mg/mL的溶液，所述偶氮苯聚合物，按摩尔百分比计，主要由以下组分构成：甲基丙烯酸异丁基POSS 35-45%、甲基丙烯酸三氟乙酯30-50%、偶氮苯单体6-[4-（4-氰基偶氮苯基）苯氧基]乙基甲基丙烯酸20-30%；所述金刚石颗粒溶液，按质量份数计，主要由以下组分构成：二甲基亚砜80-90份、金刚石粉末1-2份、聚乙烯醇0.5-1.5份。

本发明所述的具有优异光传输性能的石英光纤，配方设置合理，通过涂覆偶氮苯聚合物溶液，使石英光纤具有重量轻、易加工处理、韧性好、柔性高、更高的杨氏模量和热光系数的优点，并且利用偶氮苯聚合物的光致异构和光致取向对石英光纤的传输光光强和偏振态进行调制，提高了光传输性能；通过涂覆有金刚石颗粒溶液，金刚石颗粒具有优异的发光性能，能够更好地产生光子，金刚石颗粒与石英光纤的有效复合，进一步提高了光传输性能。