光纤技术

肖特60多年来一直是领先的光纤制造商，在照明和成像领域起到重要作用。无论是将光线或图像转角传输、从一个密封空间中传输出来还是从一个高温、黑暗或具有相同挑战性的区域中传输出去，光纤是世界上最先进技术的核心。

什么是玻璃光纤？
用途和功能
优势
类型
生产
创新

什么是玻璃光纤？

玻璃纤维是所有光纤技术的核心。这种纤细、柔韧、透明的材料的直径大约相当于一根人发。光在光纤纤芯中传输，在光纤束末端射出光线或形成图像。

光能进行这样的传输是因为使用了折射率不同的两种材料。玻璃纤维由高折射率的纤芯和低折射率的包层组成。根据全内反射（TIR）原理，当光线以小于极限角的角度入射到纤芯和包层之间的边界时会被反射，光可以这样沿着光纤传输到末端。

Illustration of how a glass optical fiber light guide transfers light

光导

导光束将光从一端传送到另一端。肖特光纤可以随机排列布局，以实现均匀的照明效果。

Illustration of how a glass optical fiber image guide transfers an image of a sail boat

传像束

传像束可以远距离传输图像，并放大、缩小或倒置图像。传像束内的每根光纤对应一个图像像素，因此光纤的排列至关重要。

用途和功能

玻璃光纤能够在狭小的空间和不利的环境中长距离传输光线和图像。从医疗保健行业的体检到航空业的照明，光纤的这种能力可用于非常广泛的领域。

玻璃光纤不会受到高温或低温等各种环境因素的影响，也没有电干扰的风险。因此它们能够直接在极富挑战性的环境中使用，例如可以通过光纤将光源、传感器或摄像头等电子设备与实际应用区域分离。

A SCHOTT employee with several glass optical fibers during the production process

优势

玻璃光纤的主要优势

高透射率

玻璃纤维可充当无源滤光片，提供卓越的显色指数 (CRI) 和高光质。

最大接收角度达到 120°

接收角度大，可收集大量的光，从而实现广阔的视野。即使在弯曲情况下，光的损失也很小。

非常灵活

玻璃光纤直径小，因此极易弯曲，灵活性高。

生物和化学惰性

玻璃可耐受许多溶剂和清洁剂，并且不会与人体组织产生反应，包括过敏反应。

耐热温度高达 350 ºC

端面热熔处理提供长期耐用性，使光纤成为大功率光源的理想选择。

类型

玻璃光纤的类型

玻璃光纤可分为柔性和刚性导光器。柔性的导光器或传像束通常比刚性导光器长，通常在目标位于转角处或狭窄空间的情况下使用。这种情况需要高度的灵活性和可动性。

刚性的导光器或传像器由熔融光纤束组成。典型的照明应用包括用于牙科设备或刚性内窥镜的导光器。在成像应用中，它们用于制作各种光纤光锥和面板，这类产品可将放大、缩小或反转的图像从输入面传输到输出面。也提供混合型导光器。

Array of light and image guides based on glass optical fibers

生产

光纤导光器是如何生产的

肖特不仅生产玻璃光纤制造所需的大多数预成型坯料，而且还拥有自己的光纤拉制和缠绕设备。因此我们能够非常快速、灵活地对具体的客户要求做出反应。

生产过程

光纤垃制

精密捆扎和挤出

封端

再拉伸和再成形

磨削和抛光

质量检查

光纤垃制

肖特的多光纤拉制设备装有悬挂式玻璃棒，这些玻璃棒的下端受热，以熔化纤芯和覆层玻璃。这将为每个系统制造单玻璃纤维。然后向下拉动纤维，拉动的速度决定了纤维的直径。对于图像导体，此过程将重复多次，通过多次拉伸的过程收集多条纤维并拉到一起。

精密捆扎和挤出

1) 精密捆扎

将多个初级光纤束捆扎在一起，得到成品光纤束，其中柔性光纤束内的光纤通常随意排列。对于某些应用，可能需要以随机模式（导光束）或特定模式（传像束）排列光纤。

2) 挤出

在挤出生产线上，可以对成品光纤束添加聚合物护套，从而制造出电缆。在随后的组装过程中，可根据客户要求将光纤束和电缆切割成一定长度，并安装端部套管。

封端

根据具体应用，可使用特殊的 1) 胶合或 2) 熔合工艺将光纤束固定在套管中。在热熔过程中，光纤束的末端在受热和压力下被软化并挤压在一起，这避免了光纤之间的空隙，并减小了光纤束的直径。这种方法还能增加光纤的数量，使光纤束具备超高传输率和非常致密的表面。由于无需使用有机胶粘剂，这种光纤束可以耐受很高的温度。