本发明涉及光纤传感技术领域，特别涉及一种光纤准直器及其制造方法。
背景技术：
随着光纤传感技术的发展，其被广泛应用于军事、国防、工业、交通能源、建筑工程等领域，同时在测量诸如温度、压力、流量、位移、速度、电流、电压、磁场及辐射等物理量也有着广泛的应用。
在光纤传感技术领域中，高温测量是其中的一个重要分支，在电站、金属冶炼、工业生产中经常应用到高温光纤传感系统，在一些超高温场合，需要用到耐1200℃以上的光纤准直器，例如1200～1400℃。但是普通的光纤准直器的工作温度无法满足较高温度的应用。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种光纤准直器及其制造方法，该光纤准直器能够耐1200～1400℃的高温。
为实现上述目的，本发明有如下技术方案：
一种光纤准直器，包括：耐1200～1400℃高温的玻璃透镜，耐1200～1400℃高温的玻璃管，耐1200～1400℃高温的毛细管以及耐1200～1400℃高温的光纤；
所述光纤位于所述毛细管内，且所述光纤的第一端与所述毛细管的第一端平齐；
所述玻璃透镜的第一端与所述毛细管的第一端相连；
所述玻璃管套设于所述玻璃透镜和所述毛细管外。
可选的，其特征在于，所述玻璃管包括：
点胶孔，以便填充玻璃超细微粉桨体，使所述玻璃管与所述玻璃透镜和所述毛细管粘结。
可选的，所述玻璃超细微粉桨体包括：
熔点为1300～1400℃的玻璃超细微粉以及紫外固化胶水。
可选的，所述点胶孔的数量范围为4～10。
可选的，所述玻璃透镜为石英玻璃透镜，所述玻璃管为石英玻璃管，所述毛细管为石英玻璃毛细管，所述光纤为蓝宝石光纤。
可选的，所述毛细管为陶瓷毛细管。
可选的，所述玻璃透镜的第一端面和所述毛细管的第一端面均为倾斜面，且所述玻璃透镜的第一端面与所述毛细管的第一端面平行对应。
可选的，所述玻璃透镜的第一端面的倾斜角度范围为6～10度，所述倾斜角度是所述玻璃透镜的第一端面与竖直方向的夹角。
一种光纤准直器的制造方法，包括：
提供耐1200～1400℃高温的玻璃透镜，耐1200～1400℃高温的玻璃管，耐1200～1400℃高温的毛细管以及耐1200～1400℃高温的光纤；
将所述光纤置于所述毛细管内，所述光纤的第一端与所述毛细管的第一端平齐；
将所述玻璃透镜和所述毛细管置于所述玻璃管内，所述玻璃透镜的第一端与所述毛细管的第一端连接。
可选的，所述将所述光纤置于所述毛细管内，所述光纤的第一端与所述毛细管的第一端平齐，包括：
将所述光纤穿过所述毛细管，所述光纤的第一端突出于所述毛细管的第一端；
在所述毛细管的两端注入玻璃超细微粉桨体，进行固化处理；
去除所述突出于所述毛细管第一端的光纤，以使所述光纤的第一端与所述毛细管的第一端平齐。
本发明实施例提供的一种光纤准直器，包括：耐1200～1400℃高温的玻璃透镜，耐1200～1400℃高温的玻璃管，耐1200～1400℃高温的毛细管以及耐1200～1400℃高温的光纤；光纤位于毛细管内，光纤的第一端与毛细管的第一端平齐，玻璃透镜的第一端与毛细管的第一端相连，玻璃管套设于玻璃透镜和毛细管外。这样采用耐1200～1400℃高温的玻璃透镜，耐1200～1400℃高温的玻璃管，耐1200～1400℃高温的毛细管以及耐1200～1400℃高温的光纤，制得的光纤准直器能够耐1200～1400℃的高温，使其能够满足较高温度应用的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1示出了根据本发明实施例一种光纤准直器的制造方法的流程示意图；
图2示出了根据本发明实施例一种玻璃透镜的结构示意图；
图3示出了根据本发明实施例一种毛细管的结构示意图；
图4示出了根据本发明实施例一种光纤和毛细管的粘结体的结构示意图；
图5示出了根据本发明实施例一种光纤和毛细管的粘结体的结构示意图；
图6示出了根据本发明实施例一种光纤准直器的立体结构示意图；
图7示出了根据本发明实施例一种光纤准直器的剖面结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在光纤传感技术领域中，高温测量是其中的一个重要分支，在电站、金属冶炼、工业生产中经常应用到高温光纤传感系统，在一些超高温场合，需要用到耐1200℃以上的光纤准直器，例如1200～1400℃。但是普通的光纤准直器的工作温度无法满足较高温度的应用。
为此，本申请实施例提供一种光纤准直器，包括：耐1200～1400℃高温的玻璃透镜，耐1200～1400℃高温的玻璃管，耐1200～1400℃高温的毛细管以及耐1200～1400℃高温的光纤；光纤位于毛细管内，光纤的第一端与毛细管的第一端平齐，玻璃透镜的第一端与毛细管的第一端相连，玻璃管套设于玻璃透镜和毛细管外。这样采用耐1200～1400℃高温的玻璃透镜，耐1200～1400℃高温的玻璃管，耐1200～1400℃高温的毛细管以及耐1200～1400℃高温的光纤，制得的光纤准直器能够耐1200～1400℃的高温，使其能够满足较高温度应用的需求。
为了便于理解本申请实施例的技术方案和技术效果，以下将结合附图对具体的实施例作详细的说明。
参考图6和图7所示，图6为光纤准直器的立体结构示意图，图7为图6沿aa方向的剖面结构示意图，一种光纤准直器，包括：耐1200～1400℃高温的玻璃透镜1、耐1200～1400℃高温的玻璃管2、耐1200～1400℃高温的毛细管4以及耐1200～1400℃高温的光纤5；
光纤5位于毛细管4内，光纤5的第一端与毛细管4的第一端平齐；
玻璃透镜1的第一端与毛细管4的第一端连接；
玻璃管2套设于玻璃透镜1和毛细管4外；
其中，玻璃透镜1为耐1200～1400℃高温的玻璃透镜，玻璃管2为耐1200～1400℃高温的玻璃管，毛细管为耐1200～1400℃高温的毛细管，光纤5为耐1200～1400℃高温的光纤。
本申请实施例中，光纤准直器(fibercollimator)由尾纤与透镜精确定位而成，可以将光纤内的传输光转变成准直光(平行光)，或将外界平行(近似平行)光耦合至单模光纤内。光纤准直器通过玻璃透镜能够实现从发散角较大(束腰小)的光束转换为发散角较小(束腰大)的光束，从而以较低损耗耦合进入其他光学器件。
本实施例中，玻璃透镜1是用透明玻璃制成的第二端面为球面一部分的光学元件，参见图2所示，玻璃透镜1使得发散角较大的光束转换为发散角较小的光束。光纤5位于毛细管4内且光纤5的第一端与毛细管4的第一端平齐，参见图5所示，光纤5用于将经过玻璃透镜1转换后的光束传输至其他光学器件中，毛细管4起到保护光纤5的作用。玻璃管2套设于玻璃透镜1和毛细管4外，起到保护玻璃透镜1和毛细管4的作用。在具体的实施例中，可以将光纤5的第二端套设粘结玻璃体，粘结玻璃体起到保护光纤5的作用，本实施例中，光纤5的第二端为突出于毛细管4的一端。
本实施例中，玻璃透镜1为石英玻璃透镜，玻璃管2为石英玻璃管，毛细管4为石英玻璃毛细管，光纤5为蓝宝石光纤。石英的熔点为1750℃，膨胀系数极小，耐热性很高，经常使用温度为1100～1200℃，短期使用温度达1400。蓝宝石光纤的熔点高达2070℃，具有极好的高温稳定性和光学、机械特性，可以耐受1200℃以上的高温，因而采用石英玻璃透镜代替普通高硼硅玻璃管，用石英玻璃透镜代替常规光学玻璃透镜，蓝宝石光纤代替普通光纤，各个部件均可以耐受1200～1400℃高温，使得制得的光纤准直器能够在1200～1400℃高温下长期工作。本实施例中，毛细管4还可以为陶瓷毛细管，陶瓷毛细管可以耐受1200℃～1400℃的高温，从而使得制得的光纤准直器能够用于1200～1400℃高温的工作环境。
本实施例中，玻璃管2上包括：点胶孔3，以便填充玻璃超细微粉桨体，玻璃超细微粉桨体在进行固化处理后，能够将玻璃管2与玻璃透镜1和毛细管3粘结在一起。点胶孔3的数量范围可以为4～10，例如，将玻璃管2在水平方向上平分为第一部分和第二部分，第一部分的点胶孔3和第二部分的点胶孔3的数量可以相同，也可以不同，例如第一部分和第二部分的点胶孔均为5个，以便使得玻璃超细微粉桨体均匀填充于玻璃管2与玻璃透镜1之间以及玻璃管2与毛细管4之间，从而使得玻璃管2与玻璃透镜1和毛细管4牢固粘结。
本实施例中，玻璃超细微粉桨体可以包括：熔点为1300～1400℃的玻璃超细微粉以及紫外固化胶水，从而使得玻璃超细微粉桨体在固化之后能够耐受1200～1400℃的高温。
本实施例中，玻璃透镜1的第一端面可以为倾斜面，毛细管4的第一端面可以为倾斜面，玻璃透镜1的第一端面与毛细管4的第一端面平行对应，可以理解为，玻璃透镜1的第一端面与水平面的夹角和毛细管4的第一端面与水平面的夹角相加等于180度，例如玻璃透镜1的第一端面与水平面的夹角为92度，则毛细管4的第一端面与水平面的夹角为8度。当然，本申请实施例中，玻璃透镜1的第一端面和毛细管4的第一端也可以为非倾斜面，即玻璃透镜的第一端面与水平面的夹角为90度，毛细管4的第一端面与水平面的夹角也为90度。
在具体的实施例中，玻璃透镜1的第一端面的倾斜角度范围可以为6～10度，用于防止光纤表面反射光在返回光路时造成干扰或损伤，此处的倾斜角度是玻璃透镜1与竖直方向的夹角。
以上对本申请实施例提供的光纤准直器进行了详细的说明，通过采用耐1200～1400℃高温的玻璃透镜，耐1200～1400℃高温的玻璃管，耐1200～1400℃高温的毛细管以及耐1200～1400℃高温的光纤，制得的光纤准直器能够耐1200～1400℃的高温，使其能够满足较高温度应用的需求。
本申请实施例还提供了一种光纤准直器的制造方法，参见图1所示，包括：
在步骤s01中，提供耐1200～1400℃高温的玻璃透镜1，耐1200～1400℃高温的玻璃管2，耐1200～1400℃高温的毛细管4以及耐1200～1400℃高温的光纤5。
本实施例中，玻璃透镜1可以为石英玻璃透镜，玻璃管2可以为石英玻璃管，毛细管4可以为石英玻璃毛细管，光纤5可以为蓝宝石光纤。
在步骤s02中，将光纤5置于毛细管4内，光纤5的第一端与毛细管4的第一端平齐。
本实施例中，在步骤s101中，将光纤5穿过毛细管4，毛细管4的两端可以为喇叭口状，参见图3所示，以避免损坏光纤。光纤5的第一端突出于毛细管4的第一端，参见图4所示。例如，可以为，将光纤5穿过毛细管4，光纤5的第一端可以突出于毛细管4的第一端，例如可以突出3mm左右。
在步骤s102中，在毛细管4的两端注入玻璃超细微粉桨体6，进行固化处理。例如，可以为在毛细管4两端喇叭口处注满玻璃超细微粉桨体6，而后用紫外固化光照射，由玻璃超细微粉桨体6中含有紫外胶水成分，在紫光外的照射下，玻璃超细微粉桨体6固化，从而将光纤与毛细管粘结在一起。在具体的实施例中，还可以将光纤和毛细管放入高温炉内，进行升降温处理，在升温时，能够将无机玻璃超细微粉浆体6熔融，在降温时，熔融的无机玻璃超细微粉浆体6冷却将光纤5和毛细管4粘接为一个整体，参考图4所示，并且升温降温处理的过程还可以消除光纤的应力，高温炉的温度可以为1300～1400℃。
本实施例中，在形成光纤5和毛细管4的粘结体之后，去除突出于毛细管4第一端的光纤，以使光纤5的第一端与毛细管4的第一端平齐。具体的，可以通过对光纤5进行研磨抛光，使其与毛细管4的第一端平齐。也可以在去除突出于毛细管4第一端的光纤之后，继续对毛细管4以及光纤5进行研磨抛光，参见图5所示，使毛细管4的第一端面呈倾斜角度，倾斜角度的范围可以为6～10度。
在步骤s03中，将玻璃透镜1和毛细管4置于玻璃管2内，玻璃透镜1的第一端与毛细管4的第一端连接，参见图6和图7所示。
本实施例中，可以将玻璃透镜1穿入玻璃管2，将玻璃透镜1和玻璃管2固定粘结在一起。具体的，可以通过在玻璃透镜1对应的点胶孔3中注入无机玻璃超细微粉桨体，而后进行紫外光照射，使得无机玻璃超细微粉桨体初步固化，将玻璃透镜1和玻璃管2粘结在一起。而后，将光纤5和毛细管4的粘结体穿入玻璃管2内，毛细管4的第一端与玻璃透镜1的第一端对齐相连，同时光纤5的第一端与玻璃透镜1的第一端相连。随后，在毛细管4对应的点胶孔3内注入无机玻璃超细微粉桨体，然后进行紫外光照射，使得无机玻璃超细微粉桨体被固化，从而将玻璃管2、毛细管4以及玻璃透镜1粘结在一起。本实施例中，还可以将粘结后的玻璃管2、毛细管4以及玻璃透镜1放入高温炉内，进行升降温处理，在升温时，能够将无机玻璃超细微粉浆体熔融，在降温时，熔融的无机玻璃超细微粉浆体冷却将光纤5和毛细管4粘接为一个整体，形成光纤准直器，并且升温降温处理的过程还可以消除光纤的应力，高温炉的温度可以为1300～1400℃。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何的简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
1.一种光纤准直器，其特征在于，包括：耐1200～1400℃高温的玻璃透镜，耐1200～1400℃高温的玻璃管，耐1200～1400℃高温的毛细管以及耐1200～1400℃高温的光纤；
所述光纤位于所述毛细管内，且所述光纤的第一端与所述毛细管的第一端平齐；
所述玻璃透镜的第一端与所述毛细管的第一端相连；
所述玻璃管套设于所述玻璃透镜和所述毛细管外。
2.根据权利要求1所述的光纤准直器，其特征在于，所述玻璃管包括：
点胶孔，以便填充玻璃超细微粉桨体，使所述玻璃管与所述玻璃透镜和所述毛细管粘结。
3.根据权利要求2所述的光纤准直器，其特征在于，所述玻璃超细微粉桨体包括：
熔点为1300～1400℃的玻璃超细微粉以及紫外固化胶水。
4.根据权利要求2述的光纤准直器，其特征在于，所述点胶孔的数量范围为4～10。
5.据权利要求1-4任意一项所述的光纤准直器，其特征在于，所述玻璃透镜为石英玻璃透镜，所述玻璃管为石英玻璃管，所述毛细管为石英玻璃毛细管，所述光纤为蓝宝石光纤。
6.据权利要求1-4任意一项所述的光纤准直器，其特征在于，所述毛细管为陶瓷毛细管。
7.据权利要求1-4任意一项所述的光纤准直器，其特征在于，所述玻璃透镜的第一端面和所述毛细管的第一端面均为倾斜面，且所述玻璃透镜的第一端面与所述毛细管的第一端面平行对应。
8.据权利要求7的光纤准直器，其特征在于，所述玻璃透镜的第一端面的倾斜角度范围为6～10度，所述倾斜角度是所述玻璃透镜的第一端面与竖直方向的夹角。
9.一种光纤准直器的制造方法，其特征在于，包括：
提供耐1200～1400℃高温的玻璃透镜，耐1200～1400℃高温的玻璃管，耐1200～1400℃高温的毛细管以及耐1200～1400℃高温的光纤；
将所述光纤置于所述毛细管内，所述光纤的第一端与所述毛细管的第一端平齐；
将所述玻璃透镜和所述毛细管置于所述玻璃管内，所述玻璃透镜的第一端与所述毛细管的第一端连接。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，所述将所述光纤置于所述毛细管内，所述光纤的第一端与所述毛细管的第一端平齐，包括：
将所述光纤穿过所述毛细管，所述光纤的第一端突出于所述毛细管的第一端；
在所述毛细管的两端注入玻璃超细微粉桨体，进行固化处理；
去除所述突出于所述毛细管第一端的光纤，以使所述光纤的第一端与所述毛细管的第一端平齐。
技术总结