多芯抗輻照光纜的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及光纖光纜領域，特別是涉及一種宇航用多芯抗輻照光纜及其制作工藝。
【背景技術】
[0002]在航天器內，光纖作為一種實現高速大容量數據傳輸的媒質，用于外部信號、音頻、視頻等的傳輸，可有效簡化組件結構的設計，降低載荷重量和尺寸，滿足實時數據傳輸的要求。將多根光纖經緩沖保護集成為多芯光單元，成纜后制作成多芯光纜，將有利于實現空間高速信息傳輸設備多路并行傳輸，達到通信設備小型化、輕型化和高度集成化的要求，并可降低連接器接頭尺寸，易于實現光纖通信設備狹小空間下的布局布線。因應用于宇航環境，對多芯光纜的抗輻照、尺寸自重、耐高低溫、耐熱真空、毒性、粒子防護等特性有著特殊要求，其制作工序也較為復雜。
[0003]目前，宇航用多芯光纜部分采用多根單芯光纜鎧裝集成的方式制作。鎧裝集成的方式是先將單個的光單元經緩沖保護、增強和外護套擠塑成單芯抗輻照光纜，再將多根這樣的光纜加裝鎧裝管后集成。單芯抗輻照光纜較光單元外徑增加很多，致使鎧裝集成后多芯光纜外徑偏大。通常情況下，防護后的單芯抗輻照光纜外徑約1.8mm，若實現8根左右的多芯捆綁，外徑至少會達到5mm左右。
[0004]另一類宇航用多芯光纜是將多根緩沖后的光單元集成后，為了成型結構穩定，通過擠制內護層將多芯光單元加固，增強后再制作外護層。內護層制作途徑是需要在多芯光單元絞合后額外擠塑一層內護套，內護套單邊壁厚至少需要0.15_，這樣也會直接增加光纜的外徑和重量；采用內護層的制作方式，光纖的彎曲等狀態下均會受到相對較硬的耐高溫內護層的約束，影響彎曲性能和光學性能；內護層材料為耐高低溫材料，高低溫條件下收縮較大，會對多芯絞合光單元產生較大應力，高低溫下引起附加損耗較高，對光學性能也產生影響；此外，后續制作連接器件以及工程應用中，采用內護層的方式需要額外將內護層剝離方可進行光纖后續制作，工序操作相對復雜。
[0005]多芯光單元方面，目前制作中多采取中心束管或裸光纖并束等方式。中心束管式多芯光單元，其制作時是將多根光纖同時放線，同時填充油膏等填充物，以控制光纖在松套管中的余長并避免發生粘連。在宇航環境下，束管中的填充物難以滿足高低溫環境要求，且在真空下會揮發，造成污染。因此宇航用光纜不允許填充油膏等填充物。而干式松套管及束管中不填充任何物質，僅有光纖存在，但光纖在這種束管中的余長及內徑均勻性很難控制，特別是多根光纖狀態難以一致，且所用的耐高溫束管材料極易損傷光纖，存在工藝損耗高和高低溫下光纖衰減一致性差等缺點。采用多根裸光纖并束的方式制作的多芯光單元，裸光纖需同時并行放線，同時需擠制緩沖層或束縛固定成型后，才能形成多芯光單元。此種工藝制作的多芯光纜光纖一致性相對較差，在長期彎曲或極端高低溫條件下，光纖所受到應力不同，各根光纖之間衰減常數一致性相對較差。
【發明內容】
[0006]本實用新型提供了一種多芯抗輻照光纜，解決了目前多芯抗輻照光纜外徑大、重量重、抗彎曲和光傳輸性能較差、工程應用不夠簡便以及多光纖傳輸一致性差等方面的不足。
[0007]本實用新型的技術方案如下:
[0008]一種多芯抗輻照光纜，包括增強纖維層、外護層，增強纖維層外部包覆外護層，還包括多芯加固光單元，其外部包覆增強纖維層；多芯加固光單元由多芯絞合光單元經細旦扎紗加固而成，多芯絞合光單元外部包覆細旦紗線；多芯絞合光單元由多根光單元以一定的絞合節距繞制在填芯上而成；光單元由抗輻照光纖、耐高低溫涂層、緩沖層組成，抗輻照光纖外部涂覆耐高低溫涂層，耐高低溫涂層外部包覆緩沖層。
[0009]作為優選方案，細旦扎紗加固采用單根扎紗的方式，單根細旦紗線以一定節距呈螺旋繞的方法饒于多芯絞合光單元外部。
[0010]作為優選方案，單根扎紗材料是芳綸纖維、玻璃纖維或聚酰亞胺纖維。
[0011]作為優選方案，所述光纖為小模場直徑HTA型抗輻照光纖。
[0012]作為優選方案，緩沖層材料是四氟乙烯一全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、氟化乙烯丙烯共聚物或乙烯-四氟乙烯共聚物。
[0013]作為優選方案，填芯是氟填芯、環氧樹脂固化玻纖填芯或環氧樹脂固化芳綸填芯。
[0014]作為優選方案，耐高低溫涂層材料是丙烯酸聚酯、聚酰亞胺或耐高低溫硅樹脂。
[0015]作為優選方案，增強纖維層材料是芳綸纖維、玻璃纖維或聚酰亞胺纖維。
[0016]作為優選方案，外護層材料是四氟乙烯一全氟烷氧基乙烯基醚共聚物、氟化乙烯丙烯共聚物或乙烯-四氟乙烯共聚物。
[0017]本實用新型的有益效果是:本實用新型光纜外徑小、重量輕、抗彎曲和光傳輸性能良好、易于工程應用、多光纖傳輸一致性良好，且能并滿足宇航特殊環境要求。
【附圖說明】
[0018]圖1為多芯抗輻照光纜結構圖
[0019]圖2為多芯加固光單元結構圖
[0020]圖3為多芯抗輻照光纜制作工藝圖
【具體實施方式】
[0021]下面將對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，并對多芯抗輻照光纜的特點及其原理進行詳細說明。
[0022]本實施例多芯抗輻照光纜結構示意如圖1所示，抗輻照光纖I涂覆耐高低溫涂層2，并包覆緩沖層3形成光單元；多芯絞合光單元8由8根光單元以多芯絞合光單元一定的絞合節距繞制在填芯4上而成。多芯加固光單元結構圖結構如圖2所示，單根細旦紗線7以一定節距呈螺旋繞的方法饒于多芯絞合光單元8外部形成多芯加固光單元。多芯加固光單元外部包覆增強纖維層5，增強纖維層5外部包覆外護層6。
[0023]本實施例通過獨特的柔性多芯耐高低溫氟緩沖光單元絞合集成和細旦纖維在線扎紗加固的方式，優化選用光纖緩沖層與光纖涂層材料、增強材料和外護套材料等高低溫性能接近的材料，通過高溫緊包緩沖、細徑絞合、在線扎紗加固、編織增強、薄壁氟外護層擠塑等技術途徑，并合理絞合節距、編織節距等工藝參數，實現發明目的。
[0024]按照圖3多芯抗輻照光纜制作工藝流程:
[0025]第一步:抗輻照光纖I為小模場直徑HTA型光纖；其涂覆的耐高低溫涂層2材料為丙烯酸聚酯、聚酰亞胺或耐高低溫硅樹脂；緩沖層3為高溫氟緊包緩沖層，其材料為PFA(四氟乙烯一全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)、FEP (氟化乙烯丙烯共聚物)或ETFE (乙烯-四氟乙烯共聚物)。光纖涂覆所采用固化方式可以為熱固化和紫外光固化:丙烯酸聚酯、耐高低溫硅樹脂采取紫外光固化的方式成型，固化成型后外徑為0.250mm ;聚酰亞胺涂層采用熱固化的方式成型，固化成型后外徑典型為0.155mm。
[0026]第二步:涂覆后的抗輻照光纖進行高溫緊包緩沖擠塑成型。
[0027]第三