微透镜阵列及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110231677A(43)申请公布日2019.09.13(21)申请号201910489589.9C03B37/028(2006.01)(22)申请日2019.06.06C03B37/15(2006.01)C03B37/16(2006.01)(71)申请人中国建筑材料科学研究总院有限公司地址100024北京市朝阳区管庄东里1号(72)发明人刘娟贾金升张洋王云侯伟杰孙勇(74)专利代理机构北京鼎佳达知识产权代理事务所(普通合伙)11348代理人刘铁生孟阿妮(51)Int.Cl.G02B6/02(2006.01)G02B6/04(2006.01)C03B37/012(2006.01)C03B37/027(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图3页(54)发明名称微透镜阵列及其制备方法(57)摘要本发明是关于一种微透镜阵列，包括：至少三根紧密平行堆积的光学纤维，所述光学纤维包括芯层和包裹在所述芯层外侧的皮层；其中，所述芯层的光谱透过率大于85％；所述皮层含有金属单质，所述皮层的光谱透过率为0。本发明在光学纤维的皮层材料中引入金属单质，其结构简单，对杂散光的吸收效果好，提高清晰度。本发明还提出一种微透镜阵列的制备方法，采用棒管拉制法制备光纤坯板，并在还原气体气氛下，通过还原处理使皮层中的部分金属离子被还原成金属单质，得到皮层中含有金属单质的微透镜阵列。本发明方法得到的微透镜阵列的皮层中均匀分布有金属单质，对杂散光的吸收率可达100％。CN110231677ACN110231677A权利要求书1/2页1.一种微透镜阵列，其特征在于，包括：至少三根紧密平行堆积的光学纤维，所述光学纤维包括芯层和包裹在所述芯层外侧的皮层；其中，所述芯层的光谱透过率大于85％；所述皮层含有金属单质，所述皮层的光谱透过率为0。2.根据权利要求1所述的微透镜阵列，其特征在于，所述金属单质为Pb、Bi和Fe中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的微透镜阵列，其特征在于，所述微透镜阵列的厚度为0.01-2mm。4.一种微透镜阵列的制备方法，其特征在于，包括：将皮层管套在芯层棒外，制成第一光纤预制棒；其中，所述皮层管中含有质量百分比2-20％的金属离子；拉制所述第一光纤预制棒，制成第一光学纤维；将至少三根所述第一光学纤维紧密平行堆积，逐层排列起来、并捆扎成棒，得到第一复丝棒；拉制所述第一复丝棒，制成第一复合光学纤维；将所述第一复合光学纤维等长切割，并紧密排列起来，捆扎成为第一光纤坯板；在真空条件下，将所述第一光纤坯板熔合成第二光纤坯板；对所述第二光纤坯板进行光学冷加工，得到第一微透镜毛坯薄片；在还原气体气氛下，对所述第一微透镜毛坯薄片进行还原处理，使所述皮层管中的部分所述金属离子被还原成金属单质，得到第二微透镜毛坯薄片；对所述第二微透镜毛坯薄片进行后续加工处理，得到成品微透镜阵列。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述金属离子为Pb2+、Bi3+和Fe2+中的一种或多种；所述金属单质为Pb、Bi和Fe中的一种或多种。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述还原气体为氢气或一氧化碳气体；所述还原处理的条件为：还原温度400-600℃，还原气体压力0.1-1.0MPa，还原时间60-240min。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，当所述芯层的材质和所述皮层的材质都为玻璃时，所述拉制的条件为：温度800-950℃，拉制速度10-100mm/min，真空度0.1-10Pa；当所述芯层的材质和所述皮层的材质都为塑料时，所述拉制的条件为：温度400-450℃，拉制速度10-100mm/min，真空度0.1-10Pa。8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，采用真空熔压或真空拉制的方式将所述第一光纤坯板熔合成第二光纤坯板。9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述真空熔压包括：将所述第一光纤坯板放入真空高温炉内，在真空度为0.1-10Pa和温度为600-900℃的条件下保温20-60min，施加50-100N的压力，将其熔合成一个整体，得到第二光纤坯板；所述真空拉制包括：2CN110231677A权利要求书2/2页在真空度为0.1-10Pa、温度为800-950℃和拉制速度为1-20mm/min的条件下，对所述第一光纤坯板进行拉制，得到第二光纤坯板。10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，还包括：选择与所述皮层相同的材质，将其拉制成与所述第一光学纤维等长的间隙丝，插入到排列好的所述第一光学纤维之间的空隙中。3CN110231677A说明书1/11页微透镜阵列及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及光学元件技术领域，特别是涉及一种微透镜阵列及