1 宁波大学信息科学与工程学院高等技术研究院红外材料与器件实验室，浙江 宁波 315211
2 浙江省光电探测材料及器件重点实验室，浙江 宁波 315211
3 宁波海洋研究院，浙江 宁波 315832
基于有效全向反射原理的布拉格光纤可以通过调谐周期性的包层结构参数来实现特定波长的高功率传输。为了克服传统空心布拉格光纤易于形变的缺点，制备了一种基于补偿叠层挤压技术的硫系玻璃纤芯全固态布拉格光纤，解决了传统叠层挤压引起的光纤层厚不均匀问题。该光纤含有三对厚度相同的包层对，在整根6 m长光纤中包层对的厚度与光纤直径的比例保持恒定的3∶100。该光纤在4~10 μm的波长范围内具有四个明显的低损耗窗口，证明了优化玻璃厚度的补偿叠层技术可以有效改善光纤结构及光传输性能。
光纤光学 全固态 布拉格光纤 硫系玻璃 叠层挤压法
1 山东工业陶瓷研究设计院有限公司, 淄博 255000
2 济南大学材料科学与工程学院, 济南 250022
以羧甲基纤维素(CMC)为黏结剂, 通过挤出成型的方式制备氮化硅陶瓷管材, 并研究了黏结剂含量对陶瓷管材生坯性能的影响, 烧结温度对氮化硅陶瓷相对密度、弯曲强度和微观形貌的影响, 以及氮化硅陶瓷的高温强度性能。结果表明: 黏结剂含量为7%(质量分数)时, 可制得干燥收缩均匀、表面光滑、无微裂纹的陶瓷管材生坯; 烧结温度在1 740 ℃时, 氮化硅陶瓷的相对密度和弯曲强度达到最大值, 分别为96%和(684±23) MPa, 其1 200 ℃时的弯曲强度达(380±21) MPa, 具有良好的高温强度性能。
陶瓷 氮化硅 挤出成型 弯曲强度 显微结构 烧结温度 ceramics silicon nitride extrusion flexural strength microstructure sintering temperature
1 中国电子科技集团公司 第二十四研究所, 重庆 400060
2 模拟集成电路国家级重点实验室, 重庆 400060
变压器、电感等磁性器件性能显著影响电源参数指标。针对E型变压器磁芯气隙制作一致性差、效率低的问题,建立了不同点胶方案的有限元分析模型,进行了高黏度环氧绝缘胶非牛顿流体的剪切力机理分析。结果表明,通过减小胶点尺寸、改变胶点形态及分布的方法,可以提高磁芯器件的一致性和加工效率。采用全自动点胶工艺精确控制胶点半径和中心距,制作出了满足电感量要求的变压器,提升了加工效率,验证了仿真和机理分析的正确性。获得了一种高精度、高效的环面点胶和磁性器件制作工艺方法。
电源磁性器件 环面点胶 平行板间流体挤压 power supply magnetic device torus dispensing fluid extrusion between parallel plates
强激光与粒子束
2021, 33(3): 034001
1 宁波大学信息科学与工程学院, 高等技术研究院, 红外材料与器件实验室, 浙江 宁波 315211
2 浙江省光电探测材料及器件重点实验室, 浙江 宁波 315211
3 嘉兴学院南湖学院, 浙江 嘉兴 314001
基于挤压技术制备新型七芯光纤。首先通过蒸馏纯化工艺和传统熔融淬冷法制备了As2Se3和As2S3两种玻璃,采用改进的分离式挤压法制备了光纤预制棒,并结合聚合物层的高温涂覆保护获得了结构完整的新型七芯硫系玻璃光纤,该光纤的数值孔径分布范围高达1.20~1.45。采用截断法测试了该光纤的损耗,最低损耗约为1.9 dB/m@4.4 μm,最后将飞秒激光结合光参量放大器(OPA)作为泵浦源测试了该光纤的非线性性能,在14 cm长的七芯光纤中获得了谱宽范围为1.5~12 μm的超连续谱输出。结果表明,该七芯硫系光纤具有良好的非线性性能,在中红外光学领域具有重要的应用价值和研究意义。
光纤光学 七芯光纤 硫系玻璃 挤压法 中红外超连续谱 光学学报
2021, 41(10): 1006003
南京工业大学 化工学院, 材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009
中空纤维陶瓷膜具有装填密度高, 传质阻力低, 使用寿命长等优点, 被广泛用于膜分离领域。高度非对称结构的中空纤维膜有利于同时实现高通量与高截留率, 本研究采用共挤出法制备双层中空纤维陶瓷复合膜, 内外层纺丝液分别掺杂平均粒径为1 μm和300 nm的α-Al2O3粉体。系统考察了内层纺丝液TiO2掺杂量、外层纺丝液Al2O3/聚醚砜(PESf)质量比和煅烧温度对膜的结构与性能的影响。结果表明, 在内层纺丝液TiO2掺杂量为2wt%, 外层纺丝液Al2O3/PESf质量比为5.60, 烧结温度为1350 ℃的最优条件下, 中空纤维膜断裂负荷为24 N、平均孔径为0.15 μm、去油率为97.5%。
双层中空纤维 共挤出法 TiO2 Al2O3/PESf dual-layer hollow fiber co-extrusion TiO2 Al2O3/PESf
1 北京化工大学机电工程学院, 北京 100029
2 北京化工大学理学院, 北京 100029
提出了一种能够实现近红外区域(780~1100 nm)高反射的聚合物交替多层聚碳酸酯(PC)/聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 周期性光学薄膜的设计方案,验证了利用微纳层叠共挤设备制备特殊多层光学膜结构的可行性。利用遗传算法搜索出4个周期的最优布拉格中心波长,得出了最优膜的总厚度。仿真了4个周期叠加多层膜的光谱特性,讨论了入射角及厚度误差对多层膜近红外区域总反射率的影响。研究结果表明,所提方案满足对太阳光的隔热及内部智能采光的需求。
薄膜 近红外区域 高反射 聚碳酸酯/聚甲基丙烯酸甲酯 微层共挤 遗传算法 激光与光电子学进展
2019, 56(4): 041601
模仿蜘蛛毛发感受器的结构和功能，设计制备了表面对称电极含金属芯聚偏二氟乙烯（PVDF）纤维（SMPF ）的简谐振动传感器。用挤压拉伸的方法制备纤维胚体，将纵向表面涂镀形状完全对称的导电胶作为外部电极，经过极化后，制备成SMPF简谐振动传感器。基于压电方程和振动理论，建立了悬臂梁结构的SMPF简谐振动传感器的理论模型，分析了传感信号与简谐振动角度和幅值的关系。将SMPF简谐振动传感器固定在基体上，搭建了实验系统，测试了SMPF简谐振动传感器对简谐振动的响应，验证了理论模型。结果表明，SMPF简谐振动传感器能够准确感知简谐振动的频率，传感信号和简谐振动的幅值呈线性关系，和振动方向成"8"字形关系，共振频率为15.6 Hz，灵敏度为0.019 pC/mm。该SMPF传感器能够测量简谐振动频率、 幅值或方向，具有广泛的工程应用前景。
PVDF纤维 简谐振动传感器 挤压拉伸 表面对称电极 PVDF fiber simple harmonic vibration sensor extrusion stretching surface symmetrical electrode 光学 精密工程
2017, 25(12): 3089
1 宁波大学高等技术研究院红外材料及器件实验室， 浙江 宁波 315211
2 浙江省光电探测材料及器件重点实验室， 浙江 宁波 315211
采用动态蒸馏提纯技术，配合优化的均化熔融和低温焠冷法技术，制备了高纯度的As40S60和As38S62硫系玻璃；通过高效挤压法制备出芯包结构的硫系光纤预制棒；在聚合物——聚醚砜树脂（PES）的保护下拉制出比例精确、离心率接近于0且损耗低的As40S60/As38S62芯包结构的硫系玻璃光纤。挤压过程可基本消除芯包界面的缺陷，从根本上降低了光纤的制备损耗。测试数据表明：经过有效提纯后,As40S60玻璃的红外透射率明显提高，绝大多数杂质吸收峰被消除。对芯包结构光纤输入端涂覆Ga层后，通过截断法进行了损耗测试，该光纤的传输背景损耗维持在0.2 dB/m，在4.8 μm处获得约为0.13 dB/m的最低损耗。
光纤光学 硫系玻璃 挤压法 芯包结构 低损耗 光学学报
2016, 36(10): 1006002
1 宁波大学信息科学与工程学院高等技术研究院红外材料及器件实验室, 浙江 宁波 315211
2 浙江万里学院电子信息学院, 浙江 宁波 315100
3 邵阳学院电气工程系, 湖南 邵阳 422004
4 CREOL, The College of Optics & Photonics, University of Central Florida, Orlando, United States
硫系玻璃材料具有极高的线性和非线性光学性能，在此基础上制备的悬吊芯结构的硫系光纤较之石英玻璃光纤或普通结构硫系玻璃光纤具备非线性更高、零色散点可调和红外透过光谱宽等特性，因此在红外波段的光谱展宽及化学生物传感等方面均具有非常重要的应用潜能。根据硫系玻璃悬吊芯光纤及超连续(SC)谱的研究发展，提出一种通过挤压高纯块状硫系玻璃制备理想结构的四孔硫系玻璃悬吊芯光纤的方法。该新型机械挤压法保证了玻璃性能稳定和光纤结构可调的特性。获得了低损耗(波长为3.8 μm 处的损耗仅为0.17 dB/m)的硫系悬吊芯光纤，此外分别测试了玻璃和光纤的相关光学性能。进一步讨论了As2S3玻璃样品的可见及红外透过性能及光纤的传输损耗谱、传输模式，利用中红外光参量放大激光光源(OPA) 抽运光纤，获得了SC 谱的产生，其展宽光谱在红外区域最宽可达3000 nm(1500~4500 nm)，理论展宽可达6000 nm。
光纤光学 硫系悬吊芯光纤 挤压法 高非线性 超连续谱 光学学报
2015, 35(12): 1206004
