专利名称：具有抗辐照、高透过率和均匀对称性能的光纤面板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光纤面板，尤指一种具有抗辐照、高透过率和均匀对称性能的光纤面板。
背景技术：
光纤是迄今为止发现的最适合传导光的传输媒介，是光纤通信系统中不可缺少的组成部分。从上世纪70年代初以来，光纤通信迅猛发展，现已在长途干线网中逐步取代同轴电缆、微波等而成为主要传输手段。
光纤面板是光学纤维面板(Fiber Optic Plates)的简称，由芯玻璃材料、皮玻璃材料、光吸收玻璃材料(这三种材料间的配比可根据实际需要而定)熔结而成，是一种将辐射光束从一表面传到另一表面的光电子传像器件。一般来说，芯玻璃材料由三氧化二硼、氧化钡(极少量)、三氧化二镧、二氧化钛、二氧化硅、五氧化二铌、氧化锌等成分混合制成，皮玻璃材料由二氧化硅、三氧化二硼、氧化钾、氧化钠、三氧化二铝等成分混合制成，光吸收玻璃材料一般是在皮玻璃材料的基础上再增加氧化钴、氧化铁、二氧化锰、氧化镍等成分后混合制成。
在具有主动光源的远、近场目标标志器的实际应用中发现，光纤面板对辐射光束的均匀性、对称性、集中性等光学性能有着重大影响，光纤面板的制作至关重要，但是，对于现有光纤面板，其抗辐照能力并不强，不能满足其在强辐照环境下工作的要求，且其对辐射波束的透过率、均匀性、对称性也不能满足航天领域等高精密仪器的使用要求。发明内容
本发明的目的在于提供一种光纤面板，该光纤面板的抗辐照性能强，应用于主动光源的远、近场目标标志器中，可大大提高辐射光束的透过率、均匀性和对称性。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:
—种具有抗辐照、高透过率和均匀对称性能的光纤面板，它由芯玻璃材料、皮玻璃材料、光吸收玻璃材料熔结而成，其特征在于:
该芯玻璃材料含有氧化铈、氧化锶和氧化钡，该氧化铈占芯玻璃材料总重量的0.02% 2%，该氧化锶占芯玻璃材料总`重量的0.03% 3%，该氧化钡占芯玻璃材料总重量的19% 25% ；
该皮玻璃材料含有氧化铈、氧化锶，该氧化铈占皮玻璃材料总重量的0.02% 2%，该氧化锶占皮玻璃材料总重量的0.03% 3% ；
该光吸收玻璃材料含有二氧化硅和三氧化二硼，该二氧化硅占光吸收玻璃材料总重量的58% 66%，该三氧化二硼占光吸收玻璃材料总重量的9% 12%。
例如，所述氧化铈占芯玻璃材料总重量的1.5%，所述氧化锶占芯玻璃材料总重量的2%，所述氧化钡占芯玻璃材料总重量的25% ;所述氧化铈占皮玻璃材料总重量的1.5%，所述氧化锶占皮玻璃材料总重量的2% ;所述二氧化硅占光吸收玻璃材料总重量的58%，所述三氧化二硼占光吸收玻璃材料总重量的9%。
本发明的优点是:
与现有光纤面板相比，通过对光纤面板的用料成分设计，本发明大幅提高了抗辐照能力，应用于主动光源的远、近场目标标志器中，可大幅提高辐射光束的透过率、均匀性、对称性，且本发明的稳定性、可靠性高，使用寿命长，可广泛应用于环境恶劣且精度要求高的远、近场目标标志器等设备中。
具体实施方式
光纤面板对辐射光束的均匀性、对称性、集中性有着重大影响，因此,光纤面板的制作至关重要。一般来说，光纤面板由芯玻璃材料、皮玻璃材料、光吸收玻璃材料熔结而成，这三种材料间的配比可根据实际需要而定(本领域公知技术)。
为了使光纤面板能够应用在强辐照环境中以及提高其透过率、均匀性和对称性，本发明采取了如下措施:
芯玻璃材料在原有成分的基础上添加有氧化铈(Ce02)、氧化锶(SrO)和氧化钡(BaO)三种成分，有的芯玻璃材料会含有极少量的氧化钡，则需要增大氧化钡的含量，总之，使得该氧化铈占芯玻璃材料总重量的0.02% 2%，该氧化锶占芯玻璃材料总重量的0.03% 3%，该氧化钡占芯玻璃材料总重量的19% 25% ；
皮玻璃材料在原有成分的基础上添加有氧化铈、氧化锶两种成分，使得该氧化铈占皮玻璃材料总重量的 0.02% 2%，该氧化锶占皮玻璃材料总重量的0.03% 3% ；
光吸收玻璃材料在原有成分的基础上，减少二氧化硅(SiO2)和三氧化二硼(B2O3)的含量(原有成分中会含有大量的Si02、B2O3),使得该二氧化硅占光吸收玻璃材料总重量的58% 66%，该三氧化二硼占光吸收玻璃材料总重量的9% 12%。
大量试验表明，氧化铈、氧化锶和氧化钡使得本发明光纤面板的抗辐照能力显著提高，可满足本发明在强辐照环境下工作的要求，二氧化硅和三氧化二硼的减少使得在具有主动光源的远、近场目标标志器的应用中通过本发明光纤面板辐射出的波束均匀性、对称性提闻了，损失减少了，效率提闻了。
举例:
芯玻璃材料由三氧化二硼(B203)、氧化钡(BaO)、三氧化二镧(La203)、二氧化钛(TiO2),二氧化硅(SiO2)、五氧化二铌(Nb2O5)、氧化锌(ZnO)等成分混合制成，各成分间的配比可根据实际需要而定。皮玻璃材料由二氧化硅(Si02)、三氧化二硼(B203)、氧化钾(K20)、氧化钠(Na20)、三氧化二铝(Al2O3)等成分混合制成，同样地，各成分间的配比可根据实际需要而定。光吸收玻璃材料一般是在皮玻璃材料的基础上再增加氧化钴(Co203)、氧化铁(Fe2O3)、二氧化锰(MnO2)、氧化镍(Ni2O3)等成分后混合制成，同样地，各成分间的配比可根据实际需要而定。当然，芯玻璃材料、皮玻璃材料和光吸收玻璃材料也可包含其它成分，并不限于上述。
需要提及的是，在芯玻璃材料中添加了氧化铈、氧化锶两种成分并增加了氧化钡成分的含量，该氧化铈占芯玻璃材料总重量的0.02% 2%，该氧化锶占芯玻璃材料总重量的0.03% 3%，该氧化钡占芯玻璃材料总重量的19% 25%，在皮玻璃材料中添加了氧化铈、氧化锶两种成分，该氧化铈占皮玻璃材料总重量的0.02% 2%，该氧化锶占皮玻璃材料总重量的0.03% 3%，并且，减少了光吸收玻璃材料中的二氧化硅和三氧化二硼两种成分的含量，使得在光吸收玻璃材料中，该二氧化硅占光吸收玻璃材料总重量的58% 66%，该三氧化二硼占光吸收玻璃材料总重量的9% 12%。
例如，光纤面板中，氧化铈占芯玻璃材料总重量的1.2%,氧化锶占芯玻璃材料总重量的2.1%，氧化钡占芯玻璃材料总重量的20%，氧化铈占皮玻璃材料总重量的1.2%，氧化锶占皮玻璃材料总重量的2.2%，二氧化硅占光吸收玻璃材料总重量的66%，三氧化二硼占光吸收玻璃材料总重量的10%。
例如，光纤面板中，氧化铈占芯玻璃材料总重量的0.02%,氧化锶占芯玻璃材料总重量的3%，氧化钡占芯玻璃材料总重量的19%，氧化铈占皮玻璃材料总重量的0.02%，氧化锶占皮玻璃材料总重量的3%，二氧化硅占光吸收玻璃材料总重量的60%，三氧化二硼占光吸收玻璃材料总重量的12%。
例如，光纤面板中，氧化铈占芯玻璃材料总重量的2%，氧化锶占芯玻璃材料总重量的0.03%,氧化钡占芯玻璃材料总重量的25%，氧化铈占皮玻璃材料总重量的2%，氧化锶占皮玻璃材料总重量的0.03%，二氧化硅占光吸收玻璃材料总重量的58%，三氧化二硼占光吸收玻璃材料总重量的9%。
在实际中，对本发明光纤面板进行了多次相关试验，并且与现有光纤面板间进行了对比，如下表I和表2所示。
表I不同辐照总剂量对光纤面板光功率透过率的影响(试验条件:室温24°C，湿度34%)
权利要求
1.一种具有抗辐照、高透过率和均匀对称性能的光纤面板，它由芯玻璃材料、皮玻璃材料、光吸收玻璃材料熔结而成，其特征在于: 该芯玻璃材料含有氧化铈、氧化锶和氧化钡，该氧化铈占芯玻璃材料总重量的0.02% 2%，该氧化锶占芯玻璃材料总重量的0.03% 3%，该氧化钡占芯玻璃材料总重量的19% 25% ； 该皮玻璃材料含有氧化铈、氧化锶，该氧化铈占皮玻璃材料总重量的0.02% 2%，该氧化锶占皮玻璃材料总重量的0.03% 3% ； 该光吸收玻璃材料含有二氧化硅和三氧化二硼，该二氧化硅占光吸收玻璃材料总重量的58% 66%，该三氧化二硼占光吸收玻璃材料总重量的9% 12%。
2.如权利要求1所述的光纤面板，其特征在于: 所述氧化铈占芯玻璃材料总重量的1.5%，所述氧化锶占芯玻璃材料总重量的2%，所述氧化钡占芯玻璃材料总重量的25% ； 所述氧化铈占皮玻 璃材料总重量的1.5%，所述氧化锶占皮玻璃材料总重量的2% ； 所述二氧化硅占光吸收玻璃材料总重量的58%，所述三氧化二硼占光吸收玻璃材料总重量的9%。
全文摘要
本发明公开了一种具有抗辐照、高透过率和均匀对称性能的光纤面板，它由芯玻璃材料、皮玻璃材料、光吸收玻璃材料熔结而成，其中芯玻璃材料含有氧化铈、氧化锶和氧化钡，皮玻璃材料含有氧化铈、氧化锶，光吸收玻璃材料含有二氧化硅和三氧化二硼。本发明的抗辐照性能强，透过率、均匀性和对称性高，可广泛应用于远、近场目标标志器等设备中。
文档编号C03C3/095GK103172260SQ20131008683
公开日2013年6月26日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者李金宗, 李冬冬, 朱兵 申请人:哈尔滨工业大学