加入感兴趣的材料的玻璃光波导以及制造该光波导的方法

文档序号:1855483
专利名称:加入感兴趣的材料的玻璃光波导以及制造该光波导的方法
技术领域
本发明的实施例和实施方式总体涉及诸如光纤的内反射波导,以及通过将多个这样的波导临近熔融制成的波导阵列。
背景技术
诸如光纤面板的波导阵列被广泛使用在成像应用中,例如通过非限制性的例子,X射线成像器。在多种这样的装置中,面板的一个面涂敷有闪烁材料,当利用X射线撞击该材料时,其在电磁光谱的另一个区域内(例如,可见区域)发射射线。在一些情况下,通过在加热和拉伸芯棒和包层管之前利用闪烁材料涂敷至少一个芯棒(或杆)和包层管的内部,使闪烁材料结合在波导阵列的组成光纤内,以形成最终成束的“单棒”,其被加热和拉伸形成熔融的波导阵列。虽然如上所述的方法已经被证明在将闪烁材料或其它感兴趣的材料添加入波导阵列的组成波导元件时有用,但这些方法导致感兴趣的材料有限地包含在组成波导元件(例如光纤)的端面处和/或相互熔融的芯和包层之间的界面处。已经观察到,所选感兴趣材料更均匀横截面分布地包含在单独的波导元件(例如光纤)的芯内将大大地增强含有这些组成元件的特定波导阵列的性能。尽管如此,在用于伴随光纤制造形成芯棒的一批熔化玻璃中包含多种所选感兴趣的材料中的任意一种是不可行的,这是由于这些通常是晶体结构的材料在熔化的玻璃中容易溶解。感兴趣的材料的溶解造成该材料被引入导致的特定性质的损失。据此,存在制造具有光传输芯的基于玻璃的内反射光波导的方法的需求,其中光传输芯具有感兴趣的材料的横截面分布,该感兴趣的材料具有将在熔化的玻璃中损失的感兴趣的特性。

发明内容
本发明的实施方式可用于制造引入未溶解状态的感兴趣的材料的玻璃光波导,该感兴趣的材料在熔化的玻璃中可溶。本发明工艺的多个方面用于光波导的形成,该光波导包括具有未溶解的感兴趣材料的相对均匀的横截面分布的芯。可以通过本发明的工艺的可选的实施方式来制造的光波导的例子是柔性的、熔融的光纤,或者由多个单独的光纤(“单纤”)制成的各种光传输和图像传输基质(阵列)。更具体的,各种实施方式适用于特定光纤图像传导装置的制造,包括,通过非限定的例子,⑴长的熔融成像束,包括“直通孔”,图像旋转束(例如转换器)和诸如放大器/縮小器的熔融锥以及(ii)诸如光纤面板的非长的图像传导器。前述装置的制造一般是形成单纤,每个单纤通过根据已知的管中杆的方法围绕芯棒加热和塌缩包层管制成。多个单纤随后成束、加热和拉伸以形成常被称作的“多纤”。多个“多纤”可以随后成束、加热和拉伸形成“多-多纤”。很重要的是要通过本说明书确定,在単独的光波导和阵列的制造中采用的光学元件将分别被称为例如“棒”、“单丝”或“纤維”。尽管术语“单丝”、“纤維”、“棒”、“棍”、“条”等可以被读者认为具有ー些不同的含义,但这些术语可以交换使用,用于本说明书和权利要求。据此,例如,对于“ 棒”的制造的描述被理解公开了非限定性举例的方式的“单丝”和“纤維”的制造的描述。另外,在描述例如棒和管时,没有暗示特定的横截面几何形状。据此,可以理解的是,根据本文描述的实施方式和实施例的用于形成单纤棒的管和棒可以是任意横截面几何形状,包括例如圆形、方形、规则的多边形(例如五边形、六边形、八边形等等)和不规则多边形。与这些术语和相似的术语中的每个有关的宽泛的解释范围等同地适用于说明书和权利要求。根据第一示例性实施方式,提供了多个长的玻璃单丝。每个单丝具有相対的第一和第二端以及在第一和第二端之间延伸的侧表面。感兴趣的材料结合到每个单丝的侧表面。在一个示例性情况下,感兴趣的材料结合到单丝通过使用粘合剂(例如粘结剂)涂敷单丝以及将感兴趣的材料粘合于其上来实现。已经结合感兴趣的材料的至少两个单丝然后以侧面相邻的关系成束以形成单丝束。该单丝束通过例如光纤拉伸塔加热和拉伸以形成含有感兴趣的材料的横截面分布的棒。按照前述与先前方法相联系的限定,关于在基于玻璃的光波导中包含特定的感兴趣的材料和由相同方法制造的玻璃基质或阵列,本发明的多种实施方式非常适用于将晶体材料包含于玻璃光波导中,非限定举例方式,该晶体材料易于溶解在熔化的玻璃中。更一般的,不考虑感兴趣的材料自身是否溶解,所需的感兴趣的特性可能在“芯杆”或“芯棒”的制造期间在感兴趣的材料导入熔化的玻璃中时损失掉,其中“芯杆”或“芯棒”用于标准的“管中棒”的光纤制造过程的早期阶段。通过加热成束的涂敷有感兴趣的材料的玻璃单丝到足够高的温度以引起单丝聚结(例如,相互熔融),但是不会高到使玻璃熔化和使感兴趣的材料在其中溶解或其感兴趣的特性另外被抵消或损失,从而当前的处理方式避免了感兴趣的材料暴露于熔化的玻璃。在可选的实施方式中,涂敷有选定的感兴趣的材料的单丝在容纳管内成束,该容纳管由具有内和外表面的壁限定而成。该单丝束和容纳管然后被加热和拉伸。当容纳管和单丝束被加热和拉伸时,涂敷的单丝相互熔融以形成芯棒,容纳管围绕该芯棒塌缩和熔融。在至少ー种情形下,感兴趣的材料也可以在加热和拉伸之前结合到容纳管的内表面。在包含容纳管的使用的方法的一些情形中,单丝由具有第一折射率的第一玻璃制成,容纳管由具有第二折射率的第二玻璃制成,其中第二折射率的大小低于第一折射率,使得加热、拉伸和熔融容纳管和单丝而成的波导通过内反射传输电磁能量。在这种情况下,容纳管可以同时作为(i)容器或套管,单丝在加热和拉热之前在其中成束以及(ii)光学包层材料,其在加热和拉伸后促进电磁能量的内反射。据此,其中通过上下文描述的适用的和适当的,术语“容纳管”和“包层管”可以在发明内容、说明书和权利要求中交換使用。作为容纳管内的成束涂敷的单丝的另ー选择,将很容易理解一组成束的单丝可以被加热和拉伸以形成熔融的芯棒,并且随后,一个或多个这样的熔融的芯棒可以被导入包层管中用于加热和拉伸以形成内反射光波导。
包含表现出全异特性的可选材料的光波导引起了研究、自然科学和医学多个领域的人们的注意。据此,本发明方法的可选性的情况可以用于将感兴趣的材料包含入玻璃光波导,感兴趣的材料包括但不局限于以下材料中的至少一种(i)闪烁体材料、(ii)金属、
(iii)难熔材料和(iv)在预先确定的波长范围内吸收电磁能量的吸收材料。闪烁体材料的使用在探测器的制造中特别有益,该探测器用于在第一或主要感兴趣的波长范围内通过探测间接探测能量的存在,替代的,当主要波长范围内的能量撞击闪烁体材料时探测在次要感兴趣的波长范围内从闪烁体材料发射的能量。特定的闪烁体材料在被X射线光子撞击时发射人眼可见的光子,并且因此,这样的材料在医学工业中使用的X射线探测器的制造中是有用的,通过非限定举例的方式。当被X射线撞击时闪烁的材料的例子包括包含(i)铒(Er) > (ii)铺(Ce)、(iii)镥(Lu)和(iv)礼(Gd)中的至少一种的复合物或混合物。示例性的包含镥的材料包括化学式LuxSiyOz和LuxOy的复合物,其中“x”和“y”是变量。包含钆的闪烁材料的例子是Gd202S。BGO(锗酸铋Bi4Ge3O12)和LYSO(掺铈的镥钇正硅酸盐)也可以用作感兴趣的闪烁材料。尽管提供了有限的一组非限定示例性的感兴趣的材料,可以清楚地理解本发明的实施方式更广泛地与光波导中包含感兴趣的材料的方法有关,不在于特定的感兴趣的材料。如通常已知的,芯棒和包层的相对折射率在形成内反射波导中是重要的因素。据此,在不同的情形下,例如在涂敷单丝或碎片与粉末玻璃混合时使用的感兴趣的材料的折射率与芯玻璃匹配。即,需要注意使感兴趣的材料的折射率与芯玻璃的折射率匹配得尽可能地接近。相似的,在一些情况下,诸如当包层管的内表面涂敷有感兴趣的材料时,感兴趣的材料的折射率可与形成包层管的玻璃的折射率相匹配。依照多种图像传导、波导阵列产品的制造,多个单棒波导成束用于在“多拉伸”步骤中加热和拉伸。一旦加热和拉伸,多个单棒波导邻近熔融,得到的产品在光纤工业中通常称为“多纤”。根据一些可选的情形,多个“多纤”成束用于加热和拉伸以形成“多-多纤”阵列。根据本发明的多种实施方式形成的多阵列和多-多纤阵列可以被处理、机械加工、抛光和操作以形成光纤工业中已知的熔融的阵列产品。尽管由涂敷有感兴趣的材料的单丝形成光学芯棒有益于本发明的特别有效的实施方式,可选的情况通过将感兴趣的材料与可选形状的玻璃片组合来形成芯棒。在一种情况下,研磨成颗粒的玻璃(诸如粗糙的片段、碎片或精细的粉末)涂敷上感兴趣的材料,然后涂敷好的玻璃颗粒被加热和拉伸以形成光学芯棒。这样的玻璃颗粒被导入玻璃包层管用于加热和拉伸成熔融的单棒,其中在包层管内颗粒相互熔融并熔融至包层管。在使用涂敷的玻璃单丝的可选的第二种情况下,容纳管至少部分地填充多个盘状玻璃片。每个玻璃盘具有相对的第一和第二面,其中至少一个面涂敷有感兴趣的材料。玻璃盘堆叠在包层管内使其表面沿着垂直于包层管的纵向轴线的平面延伸。通过示例性举例的方式,在包层管是圆柱形的情况下,玻璃盘是盘形的并且在管内以类似于滚动的硬币被容纳在纸或热缩塑料套的方式被堆叠。当玻璃盘堆叠在管内时,盘和包层管被加热和拉伸,使得盘相互熔融以形成光学芯棒,而包层管围绕芯棒塌缩和熔融。在使用涂敷的玻璃单丝的可选的第三种情况下,光学芯棒或在随后的光学芯棒的形成中使用的组成单丝,利用将研磨(例如粉末状)的玻璃和研磨的感兴趣的材料组合然后烧结颗粒状混合物而制成。如同先前相对于ー个示例性情况所指出的,烧结可以在混合颗粒在容纳管内拉伸时发生。在可选的情况下,玻璃和感兴趣的材料的混合颗粒在模具中组合以形成棒或单丝。在后面的情况的ー个具体例子中,棒或单丝使用热等静压制形成。无论如何,至少ー个这样的棒或单丝然后被置于容纳管内用于以在上文中描述的一般方式加热和拉伸。 对于相关领域的技术人员可以理解,必须注意防止加热和拉伸时单棒内的混入气体(例如空气)。在单丝用于形成芯棒的实施方式中,当管内单丝组件被拉伸时,气体被从单丝之间压迫并且从容纳管的一端排出。从单丝之间排出气体是借助于单丝相互沿着单丝和管被加热和拉伸的方向(即,沿着“拉伸轴线”)对准这一事实。尽管如此,当使用玻璃颗粒或堆叠的玻璃盘时,混入的气体可能需要从侧面排出,然后相对于拉伸轴线纵向排出。据此,更高的拉伸温度和更高的真空度在芯棒不是由单丝形成的实施方式中可能是必须的。代表性的实施方式和实施例将在接下来的具体实施方式
和附图中更完整地描述和描绘。


图I示出了多个长的玻璃单丝;图2描绘了涂敷有感兴趣的材料的图I的单丝;图3A示出了多个涂敷的单丝,诸如图2的单丝,其位于容纳管中;图3B描述了通过加热和拉伸图3A的成束的单丝和容纳管形成的熔融的单棒;图4A描绘了多个已经涂敷有感兴趣的材料的相邻的成束的单丝;图4B描绘了通过加热成束的单丝制造的芯棒;图4C描述了将图4B的芯棒导入包层管;图4D示出了通过加热和拉伸图4C的芯棒和包层管形成熔融的单棒;图5示出了多个成束的棒状光波导,用于在纤维拉伸塔中加热和拉伸;图5A是示例性熔融的多阵列的代表性截面图,该熔融的多阵列利用加热和拉伸图5的成束的光波导制造而成;图5B不出了多个成束的多阵列,用于加热和拉伸;图5C是示例性的熔融的多-多阵列的代表性截面图,该多-多阵列通过加热和拉伸多个诸如图5A和5B中的多阵列的多阵列制造而成;图6A描绘了多个盘状玻璃片,其中每个至少部分地涂敷有感兴趣的材料;图6B描绘了多个盘状玻璃片(诸如图6A示出的那些)堆叠在玻璃容纳管内;图6C示出了通过加热和拉伸图6B的堆叠的玻璃片和容纳管形成的熔融的单棒;图7A示意性地描绘了将包含玻璃颗粒和感兴趣的材料颗粒的颗粒混合物导入模具中;图7B示出了打开状态下的图7A的模具;图7C描绘了通过在图7A和7B的模具中加热图7A的颗粒混合物使得玻璃颗粒和感兴趣的材料的颗粒相互聚结而形成的芯棒;图8A示意性地描绘了包含玻璃颗粒和感兴趣的材料颗粒的颗粒混合物导入容纳管内;和 图8B示出了通过加热和拉伸图8A的颗粒混合物和容纳管而形成的熔融的单棒。
具体实施例方式接下来对基于玻璃的光波导、波导阵列及其制造方法的示例性实施例的描述本质上是说明性的,并且不意在限制本发明或其应用的用途。在发明内容和具体实施方式
中描述的多种实施方式、方面、形式和实施例实际上都是落入附加权利要求的范围内的非限定性的例子,并且不用于限定权利要求的最大范围。与图I到图SB结合,将描述制造基于玻璃的光波导的可选的示例性方法,该光波导内部包含有未溶解状态下的感兴趣的材料,该感兴趣的材料在熔化的玻璃中是可溶解的,或者该感兴趣的材料具有在感兴趣的材料暴露于熔化的玻璃时会损失掉的感兴趣的特性,而无论感兴趣的材料是否在其中溶解。图I中示出的是多个玻璃单丝110,每个单丝110具有在纵向上相对的第一和第二端114和116以及在第一和第二端114和116之间延伸的侧表面118。如在图2中描绘的,每个单丝110的侧表面118以具有至少一种感兴趣的特性Pra的感兴趣的材料Mra来处理(例如涂敷)。在可选性的实施方式中,至少两个已经施加了感兴趣的材料Mra的单丝110以侧面相邻的关系邻近成束以形成单丝束140。在一种情况下,涂敷的单丝110在容纳管160内成束,例如在图3A中示出的。容纳管160具有相对的第一和第二端164和166,并且由具有内和外侧表面16%和169。的侧壁168限定。可选地,感兴趣的材WMra除了单丝110外还被施加到容纳管160的内侧表面16%。如图3A和3B之间示意性地示出的,单丝束140和容纳管160通过例如由于相关领域中被普遍使用而未被示出的光纤拉伸塔加热和拉伸。在容纳管160和单丝束140被加热和拉伸时,涂敷的单丝110互相熔融以形成芯棒150,容纳管160围绕该芯棒150塌缩并且熔融以形成熔融单棒180,如图3B示出的。在参照图4A到4D示例性讨论的另一个相似的情况下,玻璃单丝110涂敷有感兴趣的材WMra并且以图4A示出的一般方式成束以形成单丝束140。成束的单丝110然后加热和拉伸以形成诸如图4B示出的熔融的芯棒150。参照图4C,在类似于众所周知的管中棒的方法的步骤中,芯棒150被轴向导入包层管160内,并且包层管160和芯棒150被加热和拉伸,使得包层管160围绕芯棒150塌缩和熔融以形成熔融的单棒180,如图4D示出的。对于图3A和3B的情况,容纳管的内表面16%可以在加热和拉伸芯棒150和容纳管160之前涂敷上感兴趣的材料Mra。在可选的实施方式中,包括那些图3A到3B和图4A到4D描绘出的,成束的单丝110和制成的芯棒150由具有第一折射率Ii1的光传输第一玻璃G1制成,容纳管160由具有第二折射率n2的光传输第二玻璃G2制成,其中第二折射率n2的大小低于第一折射率Ill,使得通过加热、拉伸和互相熔融容纳管160和单丝110形成的熔融的单棒180为利用内反射传输电磁能量的光波导190。为了形成图像传导波导阵列(例如光纤阵列),包含感兴趣的材料M01的波导190形式的多个单棒180成束,如图5示出,用于在“多拉伸”步骤中加热和拉伸。在加热和拉伸后,多个波导190临近熔融,得到的产品称为“多纤”或多阵列200,如图5A示出的示例性部分。在图5A的产品中,依照与传统的纤维拉伸方法相关的多拉伸步骤,图5的束中的包层管160熔融进入邻近的玻璃基质中,光学芯棒150在该玻璃基质中保持在互相固定的位置处。依照一些可选的情况,由图5B和5C不出的,多个多阵列200成束,用于加热和拉伸以形成“多-多纤”阵列300。如在发明内容中指出的,对以感兴趣的材料Mra预处理过的组成单丝进行成束、カロ热和拉伸之外的方法形成芯棒和单棒的实施方式包括在本发明的范围和构思之中。根据一个可变的实施方式,开始參照图6A描述,提供了多个盘状玻璃片410 (可选的,“玻璃盘410”)。每个玻璃 盘410具有相対的第一和第二面412a和412b,其中至少ー个涂敷有感兴趣的材料Mra。如在图6B中示例性描绘的,涂敷的玻璃盘410以面对面的关系在容纳管460中临近堆叠,使它们的面412a和412b沿着垂直于容纳管轴线Act的平面延伸,其中,容纳管460的长度沿着该轴线延伸。在图6B的例子中,该容纳管460是圆柱形。因此,玻璃盘410为盘形并且在管460内以类似于滚动的硬币被容纳在纸或热缩性塑料套中的方式堆叠。如在图6B和6C之间示意性地描绘的,堆叠的玻璃盘410和容纳管460通过例如由于先前已陈述的理由而未被示出的光纤拉伸塔加热和拉伸。当容纳管460和玻璃盘410被加热和拉伸时,玻璃盘410互相熔融以形成芯棒450,容纳管460围绕芯棒450塌缩和熔融以形成熔融的单棒480,如图6C示出的。在一个示例性实施方式中,堆叠的玻璃盘410和制成的芯棒450由具有第一折射率Ii1的光传输第一玻璃G1制成,容纳管460由具有第二折射率n2的光传输第二玻璃G2制成,其中第二折射率n2的大小低于第一折射率Ii1,使得制成的熔融的单棒480为利用内反射传输电磁能量的光波导490。可选的实施方式涉及在诸如模具的容器中形成光学芯棒,或者形成在光学芯棒的随后形成中使用的组成单丝。为了解释的目的,芯棒550的示例性制造參照图7A到7C描述。如在图7A中示出的,玻璃颗粒510和感兴趣的材料Mra颗粒组合以形成颗粒混合物540。颗粒混合物540被导入模具570中。在一种情况下,颗粒混合物540在玻璃颗粒510和感兴趣的材料Mra颗粒互相聚结的足够高的温度下在模具570中烧结,但是该温度没有高到使玻璃颗粒510熔化以及抵消被引入的感兴趣的材料Mra的感兴趣的特性Pra。在可选的实施方式中,颗粒混合物540受到热等静压制。虽然等静压制在腔内频繁实施,在该腔中形成的物体被流体围绕,但为了解释的目的,这仍可被看作一种“模制”加工,并且,因此,图7A中一般示出的模具570足以支持对热等静压制和烧结的描述。參照图7B和7C,一旦颗粒混合物540已经充分聚结以限定自支撑芯棒550,模具570被打开并且芯棒550被移除。芯棒550然后能够以例如相似于图4B到4D的芯棒150被加工的方式进行加工,以形成熔融的单棒180。开始參照图8A描述又ー种情況,玻璃颗粒610与具有感兴趣的特性Pra的感兴趣的材料Mqi颗粒组合以形成颗粒混合物640。颗粒混合物640被导入容纳管660内。如在图8A和8B之间示意性描绘的,颗粒混合物640和容纳管660被加热和拉伸。当容纳管660和颗粒混合物640被加热和拉伸时,颗粒混合物640聚结以形成芯棒650,容纳管660围绕该芯棒650塌缩并熔融形成熔融的单棒680,如在图SB中示出的。在一个示例性实施方式中,制成的芯棒650由具有第一折射率Ii1的光传输第一玻璃GJi成,容纳管660由具有第ニ折射率n2的光传输第二玻璃G2制成,其中第二折射率n2的大小低于第一折射率Ill,使得制成的熔融的单棒680为利用内反射传输电磁能量的光波导690。前述被认为是本发明的原理的说明。更进一歩,由于多个改进和改变对本领域技术人员来说很容易想到,不希望前述内容将本发明限定到示出和描述过的确切的结构和操作。 因此,所有合适的改进和等价物都适当地落入附加权利要求所表达的本发明的范围中。
权利要求
1.一种在玻璃光波导中引入具有感兴趣特性的感兴趣材料的方法,其中感兴趣的特性将在暴露于熔化的玻璃时被抵消,该方法包括在容器内将光传输第一玻璃片与感兴趣的材料组合;以及将组合后的第一玻璃和感兴趣的材料加热到一个温度,该温度足够高以造成玻璃片和感兴趣的材料互相聚结以便形成光传输芯棒,但是没有高到使第一玻璃熔化和抵消感兴趣的特性。
2.如权利要求I的方法,其中,第一玻璃和感兴趣的材料在玻璃容纳管内组合,并且玻璃容纳管、第一玻璃和感兴趣的材料一起被加热和拉伸以便使第一玻璃和感兴趣的材料形成为芯棒,容纳管围绕该芯棒塌缩和熔融以形成熔融的单棒。
3.如权利要求2的方法,其中感兴趣的材料是以下材料中的至少一种(i)闪烁体材料;(ii)金属;(iii)难熔材料;和(iv)在预先确定的波长范围内吸收电磁能量的吸收材料。
4.如权利要求2的方法,其中,芯棒具有第一折射率,容纳管具有第二折射率,其中,第二折射率的大小低于第一折射率,使得单棒为利用内反射传输电磁能量的光波导。
5.如权利要求4的方法,其中,玻璃片为单丝,将玻璃片与感兴趣的材料组合的步骤包括用感兴趣的材料颗粒涂敷玻璃单丝;以及将涂敷的单丝以侧面相邻的关系临近成束以便形成单丝束,当加热和拉伸时,所述单丝束形成芯棒。
6.如权利要求2的方法,其中,玻璃片为单丝,将玻璃片与感兴趣的材料组合的步骤包括用感兴趣的材料颗粒涂敷玻璃单丝;以及将涂敷的单丝以侧面相邻的关系临近成束以便形成单丝束,当加热和拉伸时,所述单丝束形成芯棒。
7.如权利要求2的方法,其中,在玻璃容纳管内组合的第一玻璃和感兴趣的材料分别都是颗粒的形式。
8.如权利要求I的方法,其中,在其中组合第一玻璃和感兴趣的材料的容器为模具;并且第一玻璃和感兴趣的材料都以颗粒的形式被导入模具中组合,组成颗粒混合物。
9.如权利要求8的方法,其中,当在模具内时,颗粒混合物经历烧结和热等静压制中的一个,以便将颗粒混合物形成为芯棒。
10.如权利要求9的方法,进一步包括将芯棒导入容纳管内;和加热和拉伸容纳管和芯棒,使得容纳管围绕芯棒塌缩和熔融以便形成熔融的单棒。
11.如权利要求10的方法,其中,芯棒具有第一折射率,容纳管具有第二折射率,所述第二折射率的大小低于所述第一折射率,使得单棒为利用内反射传输电磁能量的光波导。
12.如权利要求11的方法,其中,感兴趣的材料是以下材料中的至少一种(i)闪烁体材料;(ii)金属;(iii)难熔材料;和(iv)在预先确定的波长范围内吸收电磁能量的吸收材料。
13.如权利要求8的方法,其中感兴趣的材料是以下材料中的至少一种(i)闪烁体材料;(ii)金属;(iii)难熔材料;和(iv)在预先确定的波长范围内吸收电磁能量的吸收材料。
14.如权利要求I的方法,其中感兴趣的材料是以下材料中的至少一种(i)闪烁体材料;(ii)金属;(iii)难熔材料;和(iv)在预先确定的波长范围内吸收电磁能量的吸收材料。
15.—种在玻璃光波导中引入未溶解的感兴趣的材料的方法,其中该感兴趣的材料在熔化的玻璃中可溶,该方法包括提供多个玻璃单丝,每个单丝具有相对的第一和第二端以及在第一和第二端之间延伸的侧表面;用感兴趣的材料涂敷每个单丝的侧表面的至少一部分,该感兴趣的材料在熔化的玻璃中可溶并且表现出预先确定的感兴趣的特性,如果感兴趣的材料溶解该特性将损失掉;以侧面相邻的关系使涂敷的单丝成束,以便形成单丝束;以及加热和拉伸单丝束,以便形成熔融的单棒,该单棒引入了未溶解状态的感兴趣的材料的分布。
16.如权利要求15的方法,其中,在单丝束和容纳管的加热和拉伸之前,使单丝在容纳管内成束,使得容纳管围绕单丝束塌缩,从而形成熔融的单棒。
17.如权利要求16的方法,其中,(i)单丝由具有第一折射率的第一玻璃制成,以及(ii)容纳管由具有第二折射率的第二玻璃制成,所述第二折射率的大小低于所述第一折射率,使得通过加热和拉伸容纳管和单丝形成的单棒为利用内反射传导电磁能量的波导。
18.如权利要求17的方法,其中感兴趣的材料是以下材料中的至少一种(i)闪烁体材料;(ii)金属;(iii)难熔材料;和(iv)在预先确定的波长范围内吸收电磁能量的吸收材料。
19.如权利要求18的方法,其中感兴趣的材料为闪烁体材料,当被第一波长范围内的电磁射线撞击时,其发射第二波长 范围内的电磁射线。
20.一种在玻璃光波导中引入未溶解的感兴趣的材料的方法,其中该感兴趣的材料在熔化的玻璃中可溶,该方法包括在容器内,将光传输第一玻璃与在熔化的玻璃中可溶的感兴趣的材料组合,该感兴趣的材料表现出预先确定的感兴趣的特性,如果感兴趣的材料溶解该特性将损失掉;和将组合的第一玻璃和感兴趣的材料加热到ー个温度,该温度足够高以造成玻璃片和感兴趣的材料互相聚结以便形成光传输芯棒,但是没有高到使第一玻璃熔化和感兴趣的材料在其中 溶解。
全文摘要
一种在玻璃光波导中引入未溶解的感兴趣的材料的方法,其中该感兴趣的材料在熔化的玻璃中可溶并且表现出感兴趣的特性,该感兴趣的特性在感兴趣的材料溶解时被抵消,该方法包括组合光传输第一玻璃片和感兴趣的材料。组合的第一玻璃和感兴趣的材料在容器内成型并且加热到一个温度,该温度足够高以引起玻璃片和感兴趣的材料互相聚结并且形成光传输芯棒,但未高到使第一玻璃熔化以及使感兴趣的材料在其中溶解。包层管围绕芯棒被加热和熔融以限定单棒。当包层管包含的玻璃使包层的折射率比芯棒低时限定光波导,光通过内反射传播通过该光波导并且该光波导引入了未溶解的感兴趣的材料。
文档编号C03B37/012GK102617040SQ201110462558
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月9日 优先权日2010年12月10日
发明者K·F·泰伯尔, P·L·希比 申请人:肖特公司
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