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单工艺和低成本的光纤制造方法可简易生产

编译者:husisi发布时间:2020-9-15点击量:24 来源栏目:光电资讯

来自University of Campinas的物理研究所研究员和教授Cristiano Cordeiro开发出一种制造光纤的新方法,这种方法比传统工艺更快、更简单、更便宜。Cordeiro说,这个过程大致类似于用于生产意大利面的挤压法,在可延展得材料上施加压力,迫使它穿过模具,以此来产生具有适当内部结构的光纤。

“传统工艺需要非常大和昂贵的设备, 这个制备过程也需要将近一周的时间完成。我们的工艺可以用钳台式设备完成,价格会至少会便宜100倍。从原料到最终产品不到一个小时完成。这将使更多的研究人员和实验室能够生产自己的光纤,” Cordeiro说,“当然,这一切都完成的更加严格和精确。”Cordeiro说传统的工艺需要额外的步骤和复杂的设备,比如拉丝塔。首先要生产预成型的部件,这是直径在 2 到 10 厘米之间的光纤的放大版本。光纤结构由拉丝塔以高度控制的方式进行加热和拉制。Cordeiro 说:“我们的方法简化了工艺流程,这大大降低了成本。整个过程是从聚合物颗粒开始到最后成品光纤的单一连续过程。”

这项技术可以制造全固体光纤,其中光纤核心具有较高折射率。另外还可以制造具有一组纵向通孔的微结构光纤,这增强了对光学性能的控制,并增加了更多的功能。这些功能包括能够在空气通道中以低能量损耗来引导光束。研究人员使用钛模具来制造微观结构。

“为了简化光纤的制造,我们运用的设备和技术更加经济实惠而且容易获取。这得益于 3D 打印的普及。”Cordeiro 说,“唯一需要的设备是紧凑的卧式挤压机,类似于用于 3D 打印生产灯丝的设备。它的大小与微波炉类似,但是比拉丝塔要便宜的多。固态钛模具以及通孔放置在挤压机的出口。”

由于光纤复杂的内部结构,研究人员利用3D打印机通过增材制造技术生产了这个模具。3D打印的专业公司可以提供增材制造服务;生产纤维所需的唯一设备是卧式挤压机。

这种新方法是Cordeiro 在澳大利亚University of Adelaide的研究实习期间研发出来的。这项研究得到了Sao Paulo Research Foundation的奖学金的支持以及与Heike Ebendorff-Heidepriem的合作研究。

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单工艺和低成本的光纤制造方法可简易生产

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