一种光纤表面涂镀系统及涂镀方法与流程

本发明涉及光纤，具体涉及一种光纤表面涂镀系统及涂镀方法。

背景技术：

1、光纤激光器中的各个光纤器件之间大多通过尾纤熔接的方式实现连接，熔接时需要先剥除光纤表面的涂覆层，待熔接完成后再对光纤的剥除段进行涂覆。在使用的过程中由于各种因素，可能会造成某段光纤表面的涂覆层被划伤或损坏，进而对激光的传输质量造成不利影响，此时也需要对这些表面受损的光纤进行涂镀保护，在增加光纤强度的同时保护光纤免受杂质污染。除此之外，目前光纤表面的涂覆层通常为高分子材料，在高低温、震动、盐雾等恶劣环境中很容易破损从而断裂失效，这就需要对光纤包层进行金属化处理，在其表面再涂镀一层机械强度、柔韧性和环境耐受能力更好的金属镀层。因此，光纤涂镀是一种十分重要的工艺，具有很大的应用前景，涂镀的质量对光纤的性能有很大影响。

2、目前市场上的光纤涂覆机大多是在裸露的光纤表面涂覆一层液态胶水，然后利用光照使其固化得到高分子涂覆层。这种涂覆机虽然使用相对简单，但仍存在以下几个问题：①涂覆材料只能是特定的高分子胶水材料，适用面较窄；②胶水中很容易产生气泡，进而导致涂覆层存在孔洞等缺陷；③涂覆胶水换洗繁琐；④固化后的光纤表面不光滑、涂覆分界处不平整、涂覆质量不稳定。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术存在的上述问题，提供一种新型的光纤表面涂镀系统，该系统包括石英玻璃套管(1)、低温等离子体发生器(2)、磁场发生装置(4)、真空产生装置(6)；所述磁场发生装置(4)设置在石英玻璃套管(1)周围，光纤(7)固定在石英玻璃套管(1)内部的腔室中，所述低温等离子体发生器(2)、真空产生装置(6)分别通过管路与石英玻璃套管(1)内部的腔室连通；所述低温等离子体发生器(2)的数量为至少2套，用于产生不同的低温等离子态物质并先后涂镀在光纤(7)上。

2、进一步的，石英玻璃套管(1)两端设置有光纤夹持模块，光纤(7)固定在光纤夹持模块上并保持水平伸直状态。

3、进一步的，该系统还包括传感器(14)、传感器监测反馈模块(3)，其中传感器(14)与传感器监测反馈模块(3)串联，然后整体并联到低温等离子体发生器(2)与石英玻璃套管(1)之间的管路上。

4、更进一步的，所述传感器(14)选自温度传感器、压力传感器、流量传感器等其中的至少一种，所述传感器监测反馈模块(3)、低温等离子体发生器(2)、磁场发生装置(4)、真空产生装置(6)均与计算机相连并由其控制。

5、进一步的，该系统还包括后处理装置(5)，所述后处理装置(5)具体为光照设备或者加热设备。后处理装置(5)主要用于光纤涂镀层的后处理，通过光照和热处理保证光纤表面涂镀层的强度和光滑性。

6、进一步的，所述低温等离子体发生器(2)的数量为2套，两者分开设置或者组合成一体。

7、更进一步的，低温等离子体发生器(2)产生的低温等离子态物质包括高分子材料、金属材料，其中高分子材料选自丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂中的至少一种，金属材料选自金、银、铜中的至少一种。

8、进一步的，光纤的涂镀部位具体为受损的涂覆层。

9、本发明的另一目的在于提供一种上述光纤表面涂镀系统的使用方法，该方法包括以下步骤：(a)将待涂镀的光纤(7)固定在石英玻璃套管(1)中并密封；(b)打开真空产生装置(6)，将石英玻璃套管(1)及与其连接的管路抽真空；(c)打开其中一个低温等离子体发生器(2)和磁场发生装置(4)，产生的第一种低温等离子态物质通过第一管路(12)输入石英玻璃套管(1)中，沉积在光纤(7)表面形成高催化特性的活化层；(d)参照步骤(c)中的方法，打开另外一个低温等离子体发生器(2)和磁场发生装置(4)，产生的第二种低温等离子态物质通过第二管路(13)输入石英玻璃套管(1)中，沉积在光纤(7)表面形成涂镀层；(e)打开后处理装置(5)，继续对光纤(7)进行处理，最后取出。

10、本发明在光纤表面形成高催化特性的活化层所使用的原料为酸性高分子溶液(如酸性的丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂溶液)，这是因为酸性物质对光纤表面进行腐蚀形成微观粗糙结构，便于高分子材料牢固附着在光线表面，形成敏化活性层。与此同时本发明在光纤表面形成金属涂镀层所使用的原料为碱性金属溶液(如金、银、铜的溶液)，这是因为碱性物质一方面能中和酸性物质，另一方面有利于金属与敏化活性物质发生反应，进而吸附在光纤表面获得完整光滑的金属镀层。

11、与现有技术相比，本发明提出了一种新型光纤表面局部涂镀系统及对应的涂镀方法，不仅可以用于光纤表面丙烯酸树脂或聚酰亚胺等高分子材料的涂镀，还可以用于金、银、铜等金属材料的涂镀，具有很强的实用性和通用性。本发明的整个涂镀过程均在真空条件下进行，不会产生气泡，涂镀层质量更高。除此之外，本发明采用不同的低温等离子态材料，借助特定强度和方向的磁场实现了化学反应和物理作用，确保不同涂镀层在光纤表面能够均匀的沉积附着，获得的光纤表面更光滑，大大提高了涂镀质量。

技术特征：

1.一种光纤表面涂镀系统，其特征在于：该系统包括石英玻璃套管(1)、低温等离子体发生器(2)、磁场发生装置(4)、真空产生装置(6)；所述磁场发生装置(4)设置在石英玻璃套管(1)周围，光纤(7)固定在石英玻璃套管(1)内部的腔室中，所述低温等离子体发生器(2)、真空产生装置(6)分别通过管路与石英玻璃套管(1)内部的腔室连通；所述低温等离子体发生器(2)的数量为至少2套，用于产生不同的低温等离子态物质并先后涂镀在光纤(7)上。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：石英玻璃套管(1)两端设置有光纤夹持模块，光纤(7)固定在光纤夹持模块上并保持水平伸直状态。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于：该系统还包括传感器(14)、传感器监测反馈模块(3)，其中传感器(14)与传感器监测反馈模块(3)串联，然后整体并联到低温等离子体发生器(2)与石英玻璃套管(1)之间的管路上。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于：该系统还包括后处理装置(5)，所述后处理装置(5)具体为光照设备或者加热设备。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述低温等离子体发生器(2)的数量具体为2套，两者分开设置或者组合成一体。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于：低温等离子体发生器(2)产生的低温等离子态物质包括高分子材料、金属材料，其中高分子材料选自丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂中的至少一种，金属材料选自金、银、铜中的至少一种。

7.如权利要求1所述的系统，其特征在于：光纤的涂镀部位具体为受损的涂覆层。

8.权利要求1-7任意一项所述光纤表面涂镀系统的使用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(a)将待涂镀的光纤(7)固定在石英玻璃套管(1)中并密封；(b)打开真空产生装置(6)，将石英玻璃套管(1)及与其连接的管路抽真空；(c)打开低温等离子体发生器(2)和磁场发生装置(4)，产生的第一种低温等离子态物质通过管路输入石英玻璃套管(1)中并沉积在光纤(7)表面形成活性层；(d)打开低温等离子体发生器(2)和磁场发生装置(4)，产生的第二种低温等离子态物质通过管路输入石英玻璃套管(1)中并沉积在光纤(7)表面形成涂镀层；(e)打开后处理装置(5)，继续对光纤(7)进行处理，最后取出。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述活性层的材质具体为高分子材料，所述涂镀层的材质具体为金属材料。

技术总结
本发明涉及一种光纤表面涂镀系统及涂镀方法。该系统包括石英玻璃套管1、低温等离子体发生器2、传感监测反馈模块3、磁场发生装置4、后处理装置5和真空产生装置6，待涂镀的光纤7水平伸直固定在石英玻璃套管1内部，低温等离子体发生器2能够产生两种不同的低温等离子态物质并输送至石英玻璃套管1，先后在光纤表面沉积获得高催化特性的活化层和金属涂镀层。整套系统具有结构简单、使用方便等优点，既可以在光纤表面涂镀高分子材料也可以涂镀金属材料，还避免了涂镀过程中的气泡，保证了涂镀表面的光滑性，大大提高了光纤的涂镀质量，从而对光纤起到很好的保护作用。

技术研发人员：何钦政,谷亮,高广泽,张志强,高亦飞,韩新丽,齐恕贤
受保护的技术使用者：湖北华中长江光电科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11