一种基于化学镀Ni-P法制备光纤包层光滤除器的方法技术

本发明专利技术提供一种基于化学镀Ni‑P法制备光纤包层光滤除器的方法。在去除涂覆层的光纤表面利用化学镀Ni‑P技术，制备金属Ni‑P镀层。其化学镀Ni‑P液主要成分包含柠檬酸8‑10g，乳酸20‑30ml，硫酸镍25‑30g，次磷酸钠25‑30g，稳定剂适量，乙酸钠6‑8g，丁二酸10‑12g。采用本发明专利技术制备的金属Ni‑P镀层质量良好，且均匀沉积在去除涂覆层光纤表面。由于金属Ni‑P是自然界良好的导体。因此本发明专利技术提供的方法，克服了传统包层光滤除器包层光大量泄漏使局部温度快速升高而烧损的问题，使包层光滤除器整体的温度分布均匀，可均匀剥除包层光，同时具有更高的耐腐蚀性和硬度。

A method of optical fiber cladding filter based on Electroless Ni-P plating

【技术实现步骤摘要】
一种基于化学镀Ni-P法制备光纤包层光滤除器的方法
本专利技术属于激光
，涉及一种光纤包层光滤除器的方法，具体涉及一种基于化学镀Ni-P法制备光纤包层光滤除器的方法。
技术介绍
随着激光技术在工业领域的广泛应用，激光器的功率也在不断提升。同时，对激光器光束质量以及系统的稳定性提出了更高的要求。对于高功率输出光纤激光器，因非线性效应不能制备过长的增益光纤，进而导致一部分泵浦光残留至光纤内包层，且随着激光器输出功率的增加，残留的泵浦光功率也将增加；同时，由于光纤的熔接和弯曲等原因，有部分信号光会泄露到光纤内包层，这些残留光如果在光纤内部传输，将影响输出光的单色性与光束质量，甚至破坏光学器件，对输出设备造成损害。因此，将在光纤内部的残留光滤除，对于光纤高功率器件的革新具有重要意义。在激光器生产制作中，需要在光路末端连接光纤包层光滤除器，用于剥除光纤内部剩余的少部分泵浦光以及高阶模激光，从而优化光束质量。目前，传统的制备包层光剥除方法主要有，在裸露内包层的光纤上涂覆一层高折胶，其原理是涂覆的导光胶的折射率大于内包层的折射率，进而破坏光纤内外包层之间的全反射条件，使内包层的残留光泄露出去。而在实际应用时，此方法制备的滤除器在光功率较高时，在光纤包层表面的导光胶出现温度过高、烧损等现象。有学者利用氢氟酸分段腐蚀的方法来剥除包层光，然而在应用中，因改变了包层结构，会在滤除器前端会泄露大量的光，而在局部形成热点，难以稳定地将包层光滤除，极大地限制了包层光滤除器性能的提高。同时，对于特殊工矿环境下的滤除器在应用时，外界环境损伤也是需要解决问题。因此，采用一种有效方法来制备光纤包层光滤除器成为亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于化学镀Ni-P法制备光纤包层光滤除器的方法。本专利技术的另一目的在于提供采用上述方法制备的光纤包层光滤除器。为了实现上述目的，本专利技术提供一种基于化学镀Ni-P法制备光纤包层光滤除器的方法，包括如下步骤：S1：涂覆层去除：取一根结构为纤心、内包层、外包层和涂覆层的光纤，将该光纤的中间部分长度为20-50cm的一段用丙酮浸泡15min，取出后再用浓H2SO4浸泡1min以去除掉涂覆层，然后用浓度为95％的酒精清洗5min，得到一段去除涂覆层光纤；涂覆层的材料一般为环氧树脂、聚氨酯或环氧烷树脂等有机成分组成，可采用强氧化剂氧化的方法去除光纤表面的有机涂覆层，丙酮和硫酸等。内包层和外包层材质与纤芯相同，只是折射率与纤芯不同，故不怕强氧化剂腐蚀。S2：光纤除油：将该段去除涂覆层光纤浸泡在40g/LNaOH溶液中15min，进行除油、除污，最后用浓度为95％的酒精清洗1次，吹干备用；S3：配制敏化液和活化液，并将敏化液加热至25℃，活化液加热至35℃；S4：光纤敏化与活化：将除油后的该段去除涂覆层光纤放入预先配制好的敏化液中25℃恒温浸泡15min后，取出放入活化液35℃恒温浸泡15min；S5：配制化学镀Ni-P液：首先，称取柠檬酸8-10g，乳酸20-30ml，硫酸镍25-30g，次磷酸钠25-30g，分别溶于125ml去离子水中；取硫脲1.0-2.0mg，碘酸钾1.5-3.5mg，乙酸钠6-8g，丁二酸10-12g，分别溶于50ml去离子水中，制成各单一组分的溶液；然后，按照上述顺序将各单一组分进行混合，220r/min速度搅拌至混合均匀，加入40g/L氢氧化钠溶液调节pH至4.6，去离子水定容至1L，制成化学镀Ni-P液；在化学镀Ni-P液中，柠檬酸和乳酸为络合剂，硫酸镍为主盐，次磷酸钠为还原剂，硫脲和碘酸钾为稳定剂，乙酸钠和丁二酸为加速剂，在配制中必须严格按照顺序进行添加才能得到合格的化学镀Ni-P液，否则化学镀Ni-P液的稳定性会变差，无法制得合格的Ni-P镀层。S6：Ni-P镀覆：将活化后的该段去除涂覆层光纤从活化液中取出，放入预先加热至75℃的化学镀Ni-P液中，保持75℃恒温镀覆1h；然后取出光纤，利用浓度为95％的酒精清洗1次，制得光纤包层光滤除器。更进一步地，所述S3中，敏化液成分为SnCl215g/L、37％HCl30ml/L，活化液成分为PdCl20.5g/L、37％的HCl5ml/L。本专利技术还提供采用上述方法制备的光纤包层光滤除器。传统光纤涂覆层成分主要为有机物，其优点可以完美的对光纤起到保护作用，具有较高的柔性，光纤可在一定范围内进行弯曲，但缺点是不耐高温，不耐腐蚀，当温度升高时容易烧损。本专利技术提供的一种基于化学镀Ni-P法制备光纤包层光滤除器的方法利用化学镀技术在去除涂覆层的光纤表面制备金属Ni-P镀层，因Ni-P金属是自然界良好的导体，且熔点较高，满足承受高温环境工作的需求；同时，去除涂覆层使光纤的内外包层之间的全反射条件被破坏，从而使得制备得到的光纤包层光滤除器能够均匀剥除包层光，避免前端包层光大量泄漏使局部温度快速升高，达到滤除器整体温度均匀的效果。本专利技术提供的光纤包层光滤除器是将双包层光纤中的一段的涂覆层去除，然后镀覆上Ni-P金属，而镀层以外的区域仍为一般双包层光纤结构。本专利技术对化学镀Ni-P工艺进行了优化，去除了传统化学镀前粗化步骤，减小了对光纤基体的伤害。但由于金属镀层和SiO2的柔性较差，故不能较大范围内弯折，容易断裂。在光纤包层光滤除器的应用中，相较于一般光纤几米到几百米的长度，光纤包层光滤除器的占比很小，也就是说并不需要过长的金属镀层光纤，因此只要将带有金属镀层的光纤保持伸直状态即可。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的一种制备光纤包层光滤除器的方法通过采用化学镀Ni-P金属的方法，制备出的光纤包层光滤除器的金属Ni-P涂覆层均匀分布，镀层质量良好，镀覆过程无粗化，对去除涂覆层光纤无损伤。该方法制备的光纤包层光滤除器克服了传统包层光滤除器的温度不均匀，工作温度过高而使材料被烧坏的现象。同时，制备的包层光滤除器可以均匀剥除包层光，提高了滤除器的稳定性及可靠性，克服了原始有机涂覆层在高温环境会烧毁或脱落，从而影响光纤功能的问题，这是由于化学镀金属Ni-P镀层(镍磷合金熔点在850℃)与光纤基体(纤心及内外包层)SiO2的熔点均高于850℃，因此可承受泵浦激光光源发出的更高功率，提高了光纤包层光滤除器的使用寿命。同时，本专利技术制备的化学镀Ni-P金属的光纤包层光滤除器还具有良好的耐腐蚀性和较高的硬度值，在特殊工况环境，如腐蚀环境(如海面潮湿气环境、弱酸环境或含有腐蚀气体环境等)，刮划环境(如安装过程的刮划或者安装后内部零件摩擦与刮划等)等，可明显提升包层光滤除器的使用寿命，克服了传统滤光器表面高折胶不耐蚀，易风化等问题。附图说明图1为本专利技术提供的化学镀Ni-P金属工艺流程图。图2为本专利技术提供的包层光滤除器的结构示意图。图3为光纤包层光滤除器检测装置图。图4为光纤包层光滤除器滤除原理图。图5为光纤包层光滤除器温度检测原理图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于化学镀Ni-P法制备光纤包层光滤除器的方法，其特征在于：包括如下步骤：/nS1：涂覆层去除：取一根结构为纤心、内包层、外包层和涂覆层的光纤，将该光纤的中间部分长度为20-50cm的一段用丙酮浸泡15min，取出后再用浓H

【技术特征摘要】
1.一种基于化学镀Ni-P法制备光纤包层光滤除器的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：涂覆层去除：取一根结构为纤心、内包层、外包层和涂覆层的光纤，将该光纤的中间部分长度为20-50cm的一段用丙酮浸泡15min，取出后再用浓H2SO4浸泡1min以去除掉涂覆层，然后用浓度为95％的酒精清洗5min，得到一段去除涂覆层光纤；
S2：光纤除油：将该段去除涂覆层光纤浸泡在30-40g/LNaOH溶液中15min，进行除油、除污，最后用去离子水清洗1次，吹干备用；
S3：配制敏化液和活化液，并将敏化液加热至25℃，活化液加热至35℃；
S4：光纤敏化与活化：将除油后的该段去除涂覆层光纤放入预先配制好的敏化液中25℃恒温浸泡15min后，取出放入活化液35℃恒温浸泡15min；
S5：配制化学镀Ni-P液：
首先，称取取柠檬酸8-10g，乳酸20-30ml，硫酸镍25-30g，次磷酸钠25-30g，分别溶于125ml去离子水中，取...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡振峰，宋启良，梁秀兵，孔令超，金国，刘二宝，涂龙，崔辛，陈永雄，罗晓亮，王浩旭，胡海韵，王荣，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11