超长距离聚合物光纤传像束研制技术

【作者】 孔德鹏； 王丽莉； 王金猛； 王兴超； 窦治中； 李育林；

【机构】 中国科学院 西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室；

【摘要】 目前,纤维窥镜技术正朝着更长距离、更高分辨率的方向发展。传像束是纤维窥镜的核心部件,直接决定窥镜的最终长度和分辨率。现有技术中,光纤传像束的制作材料多为光学玻璃。光学玻璃传像束的制作一般采用排丝法或者酸溶法,工艺已经比较成熟。聚合物传像光纤是最近国际上才开始报道的一种无源光学器件。与传统的光纤传像束相比,聚合物传像光纤具有质量轻、价格低、柔性好、易弯曲、不易断丝、使用寿命长等优点,可以用于军事、国防、工业、医疗、安防等领域,特别是长距离(一般为6米以上)的聚合物传像束,在灾后搜救、特殊环境监测等方面,可以发挥独特的作用。在改进的设备上,采用排丝叠片的方法,制出长度为15m、像素数为4096、单丝直径为250μm、分辨率约为21p/mm的聚合物光纤传像束。初期制作的传像束中出现暗点、黑点、光纤排列不整齐等缺陷,主要是因为长距离的光纤在排丝过程中张力较大,光纤包层容易被破坏、甚至光纤被拉断、叠片时压力过大强行挤压造成光纤错位。传像束所用聚合物光纤传输损耗为0.4dB/m,利用该技术和光纤制作的传像束,图像传输距离可以达到20m,远高于酸溶法制备的玻璃光纤传像束的传像距离(一般在3m以内)。但是,该传像束的分辨率较低,暂时只能用于一些特殊场合,需要进一步改进工艺,提高分辨率,使聚合物光纤传像束在更广泛的领域得到应用。更多还原