一种侧发光光纤及其制作方法

本发明涉及特殊光纤，尤其涉及一种侧发光光纤及其制作方法。

背景技术：

1、光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。光纤光学的研究方法分为几何光学法和波动光学法，当光纤芯径远大于波长时，光线可用几何光学法分析。在几何光学中，光在光纤中发生全反射需要满足两个条件：a)光从光密介质进入光疏介质；b)入射角等于或大于临界角。侧发光光纤一般芯径较大，通过调整包层和芯层折射率差、调整光纤入射光角度，会有部分光不满足全反射条件，从而从光纤侧面泄露出来。

2、侧发光光纤由于其侧面发光的特性，被应用于医疗、装饰、生物催化等领域。如医疗中的内窥镜诊断，侧发光光纤可以作为内窥镜或手术器械内部的照明设备，提供足够的光照条件，保证手术者获得更清晰、更精确的操作视野。侧发光光纤还可以用于室内和室外的灯光装饰，提供丰富的灯光效果和光彩。侧发光光纤还可以用于光催化，通过在催化剂上添加光敏剂，利用光纤实现光催化反应。

3、但是因为光在光纤中传播的过程中会出现衰减，所以导致侧光光强也会出现衰减，进而导致侧光光强不均匀。

技术实现思路

1、本发明提供一种侧发光光纤及其制作方法，用以解决现有技术中侧发光光纤的侧光光照强度不均匀的问题。

2、本发明提供一种侧发光光纤，包括：

3、光纤；

4、至少一个凹陷部，构造于所述光纤的侧面；所述凹陷部沿着所述光纤的长度方向延伸，且所述凹陷部的凹陷深度随着所述凹陷部的延伸而增加或减小，所述凹陷深度为所述凹陷部的底部到所述光纤侧表面的垂直距离。

5、根据本发明提供的侧发光光纤，所述凹陷部的数量为多个，多个所述凹陷部沿着所述光纤的长度方向间隔设置。

6、根据本发明提供的侧发光光纤，沿着所述光纤的中轴线的方向，任意相邻的两个所述凹陷部的所述凹陷深度满足：其中一个所述凹陷部的最小所述凹陷深度不小于另外一个所述凹陷部的最大所述凹陷深度。

7、根据本发明提供的侧发光光纤，多个所述凹陷部环绕所述光纤的中轴线设置。

8、根据本发明提供的侧发光光纤，所述光纤的侧面局部构造有所述凹陷部。

9、本发明还提供了一种侧发光光纤的制作方法，用于制作上述任一的侧发光光纤，包括如下步骤：

10、先将光纤预制棒进行拉丝处理得到光纤；

11、再对所述光纤的侧面进行表面处理得到侧面形成有凹陷部的侧发光光纤，且使所述凹陷部沿着所述光纤的长度方向延伸，同时使所述凹陷部的凹陷深度随着所述凹陷部的延伸而增加或减小；其中，所述凹陷深度为所述凹陷部的底部到所述光纤侧表面的垂直距离。

12、根据本发明的侧发光光纤的制作方法，所述的再对所述光纤的侧面进行表面处理得到侧面形成有凹陷部的侧发光光纤，具体包括：

13、采用切割或研磨工艺对所述光纤的侧面进行处理，或，采用化学腐蚀工艺对所述光纤的侧面进行处理，或，采用表面热处理工艺对所述光纤的侧面进行处理，最终得到侧面形成有所述凹陷部的所述侧发光光纤。

14、根据本发明的侧发光光纤的制作方法，所述采用切割工艺对所述光纤的侧面进行处理，包括：

15、将切割刀的刀尖对准所述光纤的侧面对所述光纤进行切割，所述切割刀相对于所述光纤匀速运动；

16、在匀速运动过程中，通过调整所述切割刀的刀尖与所述光纤的中轴线的的垂直距离，使得所述光纤的侧面形成凹陷深度递增或递减的凹陷部，进而得到所述侧发光光纤。

17、根据本发明的侧发光光纤的制作方法，所述采用化学腐蚀工艺对所述光纤的侧面进行处理，包括：

18、采用防腐模具将所述光纤包覆，所述防腐模具构造有用于露出部分所述光纤侧面的槽口；

19、将包覆有所述防腐模具的所述光纤以不同的速度通过化学腐蚀液，使得所述光纤的侧面形成凹陷深度递增或递减的凹陷部，进而得到所述侧发光光纤。

20、根据本发明的侧发光光纤的制作方法，所述采用表面热处理工艺对所述光纤的侧面进行处理，包括：

21、将加热辊的加热面对准匀速运动的所述光纤的侧面；

22、通过改变所述加热辊的转速使所述光纤的侧面形成凹陷深度递增或递减的所述凹陷部，进而得到所述侧发光光纤。

23、本发明提供的侧发光光纤及其制作方法。在使用本发明的侧发光光纤时，光源从凹陷深度最小的一侧照射侧发光光纤，因为此时凹陷深度随着光传输的方向而减增加，所以能够弥补光在传输过程中衰减的光照强度，进而使从凹陷部射出的侧光光照强度尽量保持均匀。

技术特征：

1.一种侧发光光纤，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的侧发光光纤，其特征在于，所述凹陷部(12)的数量为多个，多个所述凹陷部(12)沿着所述光纤(11)的长度方向间隔设置。

3.根据权利要求2所述的侧发光光纤，其特征在于，沿着所述光纤(11)的中轴线的方向，任意相邻的两个所述凹陷部(12)的所述凹陷深度满足：其中一个所述凹陷部(12)的最小所述凹陷深度不小于另外一个所述凹陷部(12)的最大所述凹陷深度。

4.根据权利要求2所述的侧发光光纤，其特征在于，多个所述凹陷部(12)环绕所述光纤(11)的中轴线设置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的侧发光光纤，其特征在于，所述光纤(11)的侧面局部构造有所述凹陷部(12)。

6.一种侧发光光纤的制作方法，用于制作权利要求1-5任一项所述的侧发光光纤，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的侧发光光纤的制作方法，其特征在于，所述的再对所述光纤(11)的侧面进行表面处理得到侧面形成有凹陷部(12)的侧发光光纤，具体包括：

8.根据权利要求7所述的侧发光光纤的制作方法，其特征在于，所述采用切割工艺对所述光纤(11)的侧面进行处理，包括：

9.根据权利要求7所述的侧发光光纤的制作方法，其特征在于，所述采用化学腐蚀工艺对所述光纤(11)的侧面进行处理，包括：

10.根据权利要求7所述的侧发光光纤的制作方法，其特征在于，所述采用表面热处理工艺对所述光纤(11)的侧面进行处理，包括：

技术总结
本发明涉及特殊光纤技术领域，提供一种侧发光光纤及其制作方法。本发明的侧发光光纤包括光纤和至少一个凹陷部；凹陷部构造于光纤的侧面；凹陷部沿着光纤的长度方向延伸，且凹陷部的凹陷深度随着凹陷部的延伸而增加或减小，凹陷深度为凹陷部的底部到光纤侧表面的垂直距离。在使用本发明的侧发光光纤时，光源从凹陷深度最小的一侧照射侧发光光纤，因为此时凹陷深度随着光传输的方向而增加所以能够弥补光在传输过程中衰减的光照强度，进而使从凹陷部射出的侧光光照强度尽量保持均匀。

技术研发人员：张明伦,祝啸
受保护的技术使用者：北京邮电大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16