專利名稱：：一種瓣狀光纖的復合紡絲制備方法
技術領域：
：本發明涉及光纖制備及復合紡絲領域，特別是涉及一種瓣狀光纖的復合紡絲制備方法。
背景技術：
：香港城市大學的KinSengChiang等于2001年提出了截面上具有花瓣圖案分布的瓣狀光纖(SegmentedCladdingFiber,SCF，圖1)，其中，芯由高折射率材料組成，高折射率材料與低折射率材料"瓣"交替。瓣狀光纖中高次模的泄漏損耗大，而基模損耗小，從而可以實現單模傳輸。A,Yeung等在2004年的"OpticalFiberCommunicationConference(光纖通信會議)"上公開了"Experimentaldemonstrationofsingle-modeoperationoflarge-coresegmentedcladdingfiber"中介紹了借鑒常規石英光纖的預制棒-拉伸法制備瓣狀光纖，即先制備預制棒，再通過拉伸制成瓣狀光纖。其中制備預制棒的方法有兩種，第一種方法是將預制的低折射率聚合物瓣首先放入玻璃管中以形成所需的交替瓣狀圖案。再將高折射率單體倒入管中。將填滿的玻璃管放入9(TC的溫度受控爐中，放置幾天，引發熱聚合反應得到高、低折射率瓣周期排列的聚合預制棒。這種方法的缺點是如果低折射率瓣太小的話，高折射率單體(活性溶劑)會在聚合過程中溶解低折射率瓣。第二種方法是將預制的高折射率、低折射率聚合物瓣周期排列并牢牢固定在玻璃管中，再倒入作為芯的高折射率單體。將玻璃管房如溫度受孔爐中，引發聚合。這種方法比第一種方法得到的瓣界面更清楚，但聚合過程中產生的氣泡會存在于界面內。最后將預制棒喂入由計算機控制的爐中。溫度為280-290°C。在此溫度下，預制棒開始熔融。通過控制預制棒喂入速度和拉伸速度來控制纖維直徑。采用這種預制棒-拉伸方法僅得到幾十厘米均勻性良好的纖維。TakashiYamamoto等的US4798445Al公開了用復合紡絲法制備皮芯光纖。其中采用一種高折射率組分作為芯層材料，一種低折射率組分作為皮層材料，采用復合紡絲法制備皮芯光纖。復合紡絲法是將兩種或兩種以上成纖高聚物的熔體或濃溶液，利用組分、配比、粘度或品種的不同，分別輸入同一個噴絲組件，在組件中的適當部位匯合，在同一紡絲孔中噴出而成為一根纖維，這樣就能在同一根無限長的纖維上同時存在著兩種或兩種以上的聚合體。復合紡絲法是化纖工藝一種比較成熟的技術，制備的纖維連續均勻。但尚未采用復合紡絲法制備瓣狀光纖。
發明內容所要解決的技術問題本發明所要解決的技術問題是提供一種利用復合紡絲法制備瓣狀光纖的方法。技術方案本發明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種瓣狀光纖的復合紡絲制備方法，包括將高折射率組分喂入螺桿(A),低折射率組分喂入螺桿(B)，高折射率組分和低折射率組分分別通過螺桿熔融，經過彎管到達同一噴絲組件；在噴絲導孔中復合進入噴絲孔，擠出一根纖維；再通過水浴冷卻系統將所述纖維冷卻，然后巻繞。本發明可通過改變所述的高折射率組分和低折射率組分的進料配比改變光纖截面上兩種組分的比例。本發明還可以通過改變紡絲速度或計量泵轉速調節光纖的直徑。有益效果1.本發明制備的瓣狀光纖由兩種組分組成，兩種組分在截面上形成設計的瓣狀光纖截面形狀，兩種組分相互接觸而不分離，所得纖維的長度可以無限延長。2.采用復合紡絲法制備的瓣狀光纖是均勻連續的，避免了光纖連接中的接頭損失。3.本發明復合紡絲法增加了冷卻系統，使得較粗的纖維能在受到剪切應力前充分冷卻從而能確保纖維的橫截面與設計截面相同。圖1是設計的一種瓣狀纖維橫截面。陰影部分為A組分，空白組分為B組分。.圖2是本發明復合紡絲法工藝流程圖。1為螺桿，2為噴絲組件，3為冷卻系統，4為巻繞輥。圖3-5是本發明復合紡絲法制備的瓣狀光纖的橫截面照片。圖6是光斑采集原理圖。圖7是本發明的實際光斑(截取長度為10cm)。具體實施例方式下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。如圖2中所示，將高折射率組分A喂入螺桿A，低折射率組分B喂入螺桿B,組分A和組分B分別通過螺桿熔融，經過彎管都達同一噴絲組件，在噴絲導孔中復合進入噴絲孔而擠出成一根纖維，由于制備的纖維(50(Hun)比常規服用纖維(幾至幾十微米)粗許多。通常用的側吹風冷卻或環吹風冷卻難以達到足夠冷卻效果，所以與化纖行業用于制備復合纖維的熔融復合紡絲法相比，本發明復合紡絲法增加了水浴冷卻系統。實施例1將聚碳酸酯作為高折射率組分，聚甲基丙烯酸甲酯作為低折射率組分，采用以下表l的紡絲工藝條件進行紡絲，制得的纖維橫截面如圖3所示。表1紡絲工藝條件<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實施例2按照實施例1制備瓣狀光纖，所不同的是A組分的計量泵為5.14Hz，B組分的計量泵為12.54Hz。制備的纖維橫截面如圖4所示。實施例3按照實施例1制備瓣狀光纖，所不同的是A組分的計量泵為5.00Hz，B組分的計量泵為10.00Hz。制備的纖維橫截面如圖5所示。實施例4采集實施例3制備的瓣狀光纖的實際光斑。如圖6所示，激光通過透鏡匯聚在光纖樣品一端，通過光纖傳導后，從另一端出射。出射光斑經顯微物鏡放大，在CCD上成像，并在電腦上被采集。圖7為在10cm處采集的實際光斑。該光斑說明本發明制備的光纖實現了模式傳光，而非普通的介質材料通光。權利要求1.一種瓣狀光纖的復合紡絲制備方法，包括將高折射率組分喂入螺桿(A)，低折射率組分喂入螺桿(B)，高折射率組分和低折射率組分分別通過螺桿熔融，經過彎管到達同一噴絲組件；在噴絲導孔中復合進入噴絲孔，擠出一根纖維；再通過水浴冷卻系統將所述纖維冷卻，然后卷繞。2.根據權利要求1所述的一種瓣狀光纖的復合紡絲制備方法，其特征在于通過改變所述的高折射率組分和低折射率組分的進料配比改變光纖截面上兩種組分的比例。3.根據權利要求1所述的一種瓣狀光纖的復合紡絲制備方法，其特征在于通過改變紡絲速度或計量泵轉速調節光纖的直徑。全文摘要本發明涉及一種瓣狀光纖的復合紡絲制備方法，包括將高折射率組分喂入螺桿(A)，低折射率組分喂入螺桿(B)，高折射率組分和低折射率組分分別通過螺桿熔融，經過彎管到達同一噴絲組件；在噴絲導孔中復合進入噴絲孔，擠出一根纖維；再通過水浴冷卻系統將所述纖維冷卻，然后卷繞。本發明制備的瓣狀光纖的兩種組分在截面上形成設計的瓣狀光纖截面形狀，兩種組分相互接觸而不分離，所得纖維的長度可以無限延長。采用復合紡絲法制備的瓣狀光纖均勻連續，避免了光纖連接中的接頭損失。文檔編號D01D5/28GK101187071SQ20071017162公開日2008年5月28日申請日期2007年11月30日優先權日2007年11月30日發明者余木火,段菊蘭,滕翠青,袁象愷,韓克清申請人:東華大學