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申请/专利权人：广州宏晟光电科技股份有限公司

摘要：本发明公开了一种锥形光纤倒像器及其制备方法，锥形光纤倒像器包括光纤缩放部分和光纤倒像扭转部分，所述光纤缩放部分和光纤倒像扭转部分一体成型，所述光纤缩放部分用于按预设的比例对输入的光线进行准直，使得准直后的光线以小于光纤倒像扭转部分的孔径角的角度入射到光纤倒像扭转部分；所述光纤倒像扭转部分用于按180度的预设角度对准直后的光线的位置进行偏置。本发明通过由光纤缩放部分和光纤倒像扭转部分组成的结构同时实现了比例缩放和倒像的功能，将比例缩放功能和倒像功能合二为一，通过光纤缩放部分对输入的光线准直作用来解决了光线的泄漏问题，提升了产品的对比度、透过率和分辨率。本发明可广泛应用于光纤传像元件领域。

主权项：1.一种锥形光纤倒像器，其特征在于：包括光纤缩放部分和光纤倒像扭转部分，所述光纤缩放部分和光纤倒像扭转部分一体成型，所述光纤缩放部分用于按预设的比例对输入的光线进行准直，使得准直后的光线以小于光纤倒像扭转部分的孔径角的角度入射到光纤倒像扭转部分；所述光纤倒像扭转部分用于按180度的预设角度对准直后的光线的位置进行偏置，从而实现输入图像的180度倒转后输出。

全文数据：一种锥形光纤倒像器及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及光纤传像元件领域，尤其是一种锥形光纤倒像器及其制备方法。背景技术[0002]光纤传像元件是一种由大量的光学纤维按一定规则排列熔合而成的光学元件，能把图像从一个端面按既定的规则传递到另一个端面。光纤面板、光纤倒像器、纤维光锥、光纤传像束等系列产品是光纤传像元件的典型代表。这些产品在微光夜视、医疗、显示、探测、生物识别等领域中均有广泛的应用。[0003]如图1所示，光纤倒像器2是在光纤面板1的基础上，经过再次加热扭转制作而成的，该产品能将传递的图像倒转180度输出。光纤倒像器2的内部光纤结构如图2所示，包括外围光纤3和中心光纤4。由于光纤倒像器具有体积小、重量轻等优点，在微光夜视像增强器中，通常采用光纤倒像器来解决前端成像系统的图像倒立问题，如图3所示，其中，5为微通道板，6为光学纤维面板，7为荧光屏。如图3所示，光纤倒像器2将增强后的图像倒转180°无失真地传递到输出端，以符合人们的观察习惯。[0004]纤维光锥是在光纤面板的基础上，经过再次加热拉伸制作而成的，该产品能将传递的图像按一定比例缩放输出。纤维光锥的内部光纤结构如图4所示，包括外围光纤3和中心光纤4。与透镜图像缩放系统相比，采用纤维光锥的光学系统具有体积小、无失真、耦合效率高等优点，通常应用在需要对图像进行缩放耦合的场合，例如应用于数字化微光像增强器。在数字化微光像增强器中纤维光锥的作用是将增强后的图像缩放耦合到CCD图像传感器中。[0005]微光夜视像增强器输出图像的对比度、分辨率、畸变等技术指标与光纤倒像器的性能密切相关，故光纤倒像器是微光夜视仪的关键元件之一。为了进一步提升微光夜视像增强器的性能，人们对光纤倒像器的对比度、分辨率和透过率均提出了更高的要求，其中对高对比度的提升需求最为迫切。[0006]现有光纤倒像器的制作方法是:将制作好的坯棒中段进行再次加热，然后绕其中心轴线扭转180°，再经过光学冷加工而成。采用该技术制作的光纤倒像器除中心处的光纤夕卜，其余光纤均在扭转过程中被拉伸成双锥形光纤，拉伸程度与其回转半径成正比。也就是说，现有技术的光纤倒像器就是由无数根绕轴心扭转的，锥度随半径规律变化的双锥形光纤构成的。[0007]锥形光纤存在大端数值孔径小，小端数值孔径大的规律，且其大小满足Cl1Sine1=d2Sin02的关系，如图5所示。而光纤倒像器的光纤理论数值孔径通常大于等于1，则02约等于90°。以直径16_处为例，扭转后的双锥形光纤最小处直径通常只有两端直径的13,可算出大端的孔径角只有19.47°。可见，从荧光屏发出的漫射光中的大部分均已超出该孔径角，这部分光线输入到光纤倒像器的双锥形光纤中，当传输到直径逐渐变小的锥形区时，由于孔径角变小，其无法满足全反射条件而将从侧面射出，从而成为光纤间的串扰光，降低了产品的对比度，如图6所示。[0008]光纤倒像器的显微结构是由纤芯11、纤皮8和杂光吸收玻璃9三种材料复合而成的，如图7所示。现有技术一般采用增加杂光吸收玻璃的数量或增强其吸收效果的办法来提升产品的对比度。但这种方法同时会带来产品整体透过率降低、中心与边缘透过率差加大、边缘分辨率下降等缺陷，对比度、透过率和分辨率这三项指标要求难以兼顾。发明内容[0009]为解决上述技术问题，本发明的目的在于:提供一种对比度高、透过率高和分辨率高的锥形光纤倒像器及其制备方法。[0010]本发明所采取的第一技术方案是：[0011]—种锥形光纤倒像器，包括光纤缩放部分和光纤倒像扭转部分，所述光纤缩放部分和光纤倒像扭转部分一体成型，所述光纤缩放部分用于按预设的比例对输入的光线进行准直，使得准直后的光线以小于光纤倒像扭转部分的孔径角的角度入射到光纤倒像扭转部分;所述光纤倒像扭转部分用于按180度的预设角度对准直后的光线的位置进行偏置，从而实现输入图像的180度倒转后输出。[0012]进一步，所述光纤缩放部分为纤维光锥。[0013]进一步，所述光纤倒像扭转部分为光纤倒像器。[0014]本发明所采取的第二技术方案是：[0015]—种锥形光纤倒像器的制备方法，包括以下步骤：[0016]制备锥形光纤倒像器的毛坯，所述锥形光纤倒像器的毛坯包括毛坯槽和毛坯的两端面，所述毛坯槽的两端分别与毛坯的两端面连接；[0017]通过毛坯的两端面施加相应的拉力对毛坯槽进行拉伸，得到拉伸后的毛坯，所述拉伸后的毛坯为包含光纤缩放部分形状的毛坯且满足锥形光纤倒像器的放大缩小比要求；[0018]通过毛坯的两端面先后施加相应的扭转力对拉伸后的毛坯槽进行扭转，得到扭转后的毛坯，所述扭转后的毛坯为同时包含光纤缩放部分形状和光纤倒像扭转部分形状的毛坯；[0019]对扭转后的毛坯进行切割，得到切割后的锥形光纤倒像器毛坯；[0020]对切割后的锥形光纤倒像器毛坯进行后续加工，得到锥形光纤倒像器。[0021]进一步，所述制备锥形光纤倒像器的毛坯这一步骤，具体为：[0022]按锥形光纤倒像器的大小要求制作对应尺寸的毛坯，所述毛坯的两端面为六方头。[0023]进一步，所述通过毛坯的两端面施加相应的拉力对毛坯槽进行拉伸，得到拉伸后的毛坯这一步骤，具体包括：[0024]将毛坯的两端面与扭转拉伸设备连接；[0025]将加热炉的发热丝对准毛坯槽的中心位置进行加热，使毛坯槽的中心位置升温软化；[0026]根据锥形光纤倒像器的放大缩小比，扭转拉伸设备通过毛坯的两端面施加相应的拉力对毛坯槽进行拉伸，使得拉伸后的毛坯成光纤缩放部分形状。[0027]进一步，所述通过毛坯的两端面先后施加相应的扭转力对拉伸后的毛坯槽进行扭转，得到扭转后的毛坯这一步骤，具体包括：[0028]将拉伸后的毛坯的两端面与扭转拉伸设备连接；[0029]将加热炉的发热丝对准拉伸后的毛坯槽的第一位置进行加热，使毛坯槽的第一位置升温软化，所述毛坯槽的第一位置位于毛坯槽的中心位置与毛坯的一端面之间；[0030]扭转拉伸设备通过毛坯的两端面施加相应的扭转力对毛坯槽的第一位置进行扭转，使得毛坯槽的第一位置两侧扭转成光纤倒像扭转部分形状；[0031]将加热炉的发热丝对准拉伸后的毛坯槽的第二位置进行加热，使毛坯槽的第二位置升温软化，所述毛坯槽的第二位置位于毛坯槽的中心位置与毛坯的另一端面之间；[0032]扭转拉伸设备通过毛坯的两端面施加相应的扭转力对毛坯槽的第二位置进行扭转，使得毛坯槽的第二位置两侧扭转成光纤倒像扭转部分形状。[0033]进一步，所述对扭转后的毛坯进行切割，得到切割后的锥形光纤倒像器毛坯这一步骤，具体包括：[0034]使用切割设备在扭转后的毛坯槽的中心位置进行切割，从而得到2个锥形光纤倒像器毛坯；[0035]按锥形光纤倒像器的放大缩小要求对锥形光纤倒像器毛坯进行铣磨和测量。[0036]进一步，所述对切割后的锥形光纤倒像器毛坯进行后续加工，得到锥形光纤倒像器这一步骤，具体为：[0037]根据锥形光纤倒像器外形尺寸要求将切割后的锥形光纤倒像器毛坯加工成相应外形的成品，并对毛坯的两端面进行精磨抛光，最终形成锥形光纤倒像器。[0038]本发明所采取的第三技术方案是：[0039]—种锥形光纤倒像器的制备方法，包括以下步骤：[0040]制备锥形光纤倒像器的毛坯，所述锥形光纤倒像器的毛坯包括毛坯槽和毛坯的两端面，所述毛坯槽的两端分别与毛坯的两端面连接；[0041]通过毛坯的两端面施加相应的拉力对毛坯槽进行扭转，得到扭转后的毛坯，所述扭转后的毛坯为包含光纤倒像扭转部分形状的毛坯；[0042]通过毛坯的两端面先后施加相应的扭转力对扭转后的毛坯槽进行拉伸，得到拉伸后的毛坯，所述拉伸后的毛坯为同时包含光纤缩放部分形状和光纤倒像扭转部分形状的毛坯，其中，光纤缩放部分形状满足锥形光纤倒像器的放大缩小比要求；[0043]对拉伸后的毛坯进行切割，得到切割后的锥形光纤倒像器毛坯；[0044]对切割后的锥形光纤倒像器毛坯进行后续加工，得到锥形光纤倒像器。[0045]本发明的有益效果是:本发明一种锥形光纤倒像器及其制备方法，通过由光纤缩放部分和光纤倒像扭转部分组成的结构同时实现了比例缩放和倒像的功能，将比例缩放功能和倒像功能合二为一，通过光纤缩放部分对输入的光线准直作用使得准直后的光线以小于光纤倒像扭转部分的孔径角的角度入射到光纤倒像扭转部分，解决了光线在现有光纤倒像器中部的泄漏问题，不再需要通过增加杂光吸收玻璃的数量和增强其吸收效果的办法来提升产品的对比度，提升了产品的对比度、透过率和分辨率。附图说明[0046]图1为现有光纤倒像器的制备过程示意图；[0047]图2为现有光纤倒像器的内部光纤结构示意图；[0048]图3为现有光纤倒像器在微光夜视像增强器中的应用结构示意图；[0049]图4为现有纤维光锥的内部光纤结构示意图；[0050]图5为现有锥形光纤中光线入射和光线出射的角度关系图；[0051]图6为现有光纤倒像器的光纤光路示意图；[0052]图7为现有光纤倒像器的内部光纤的排列结构示意图；[0053]图8为本发明锥形光纤倒像器的一种实施结构示意图；[0054]图9为本发明锥形光纤倒像器的光纤光路示意图；[0055]图10为本发明锥形光纤倒像器的光纤光路原理简图；[0056]图11为本发明锥形光纤倒像器的制备方法所采用的一种毛坯结构示意图；[0057]图12为图11的毛还拉伸后的结构不意图；[0058]图13为图12的毛坯扭转后的结构示意图；[0059]图14为图13切割后的毛坯结构示意图。具体实施方式[0060]下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步解释和说明。[0061]参照图8,一种锥形光纤倒像器，包括光纤缩放部分12和光纤倒像扭转部分，所述光纤缩放部分和光纤倒像扭转部分一体成型，所述光纤缩放部分12用于按预设的比例对输入的光线进行准直，使得准直后的光线以小于光纤倒像扭转部分的孔径角的角度入射到光纤倒像扭转部分;所述光纤倒像扭转部分用于按180度的预设角度对准直后的光线的位置进行偏置，从而实现输入图像的180度倒转后输出。[0062]其中，准直是指对输入图像按预设比例进行缩放。本发明的光纤缩放部分按预设的比例可根据实际的需要预先选取或设定对输入的光线进行准直，使得在预设半径内准直后的光线以小于光纤倒像扭转部分的孔径角的角度入射到光纤倒像扭转部分，这样在预设半径内的光线在光纤倒像扭转部分能实现无泄漏的全反射传输后输出，解决了光线在传统光纤倒像器双锥形光纤中部的泄漏问题，不再有光纤间的光线串扰。[0063]图8中，锥形光纤倒像器的光纤缩放部分12为具有图像缩放功能的圆台结构，其包括两个大小不同的上下端面，光纤倒像扭转部分位于光纤缩放部分的大端。而光纤倒像扭转部分可进一步划分为第一光纤倒像扭转部分131和第二光纤倒像扭转部分132这2个部分，这2部分可由光纤面板在加热后绕着中心轴扭转180度而形成，其可以采用图8所示的圆台结构（即第一光纤倒像扭转部分131和第二光纤倒像扭转部分132组成的圆台）来实现。从图8可以看出，从光纤缩放部分12输入的字母A图像依次经过比例放大和倒转180度后形成放大且倒转180度的字母A输出。[0064]本领域的技术人员可以理解，本发明的光纤缩放部分12可以不仅仅是图8所示的圆台结构，还可以是图4所示的纤维光锥结构或其他任何具有图像缩放功能的结构。同理，本发明的光纤倒像扭转部分既可以是图8所示的圆台结构，又可以是图1的圆柱状结构（SP第一光纤倒像扭转部分131和第二光纤倒像扭转部分132组成圆柱状或其他任何具有倒像功能的结构。[0065]进一步作为优选的实施方式，所述光纤缩放部分为纤维光锥。[0066]进一步作为优选的实施方式，所述光纤倒像扭转部分为光纤倒像器。[0067]如图8所示，本发明锥形光纤倒像器结合了光纤倒像器和纤锥光锥的特点，具有倒转和放大缩小图像的功能。此外，本发明巧妙地利用了光纤缩放部分对光线的准直作用，有效地解决了现有光纤倒像器技术中存在的对比度不足和性能提升的局限。[0068]本发明锥形光纤倒像器的一种光纤光路可采用如图9所示的结构。图9中，锥形光纤倒像器除中心处光纤外，其余光纤均为弯曲的三锥形结构光纤，即光纤缩放部分12、第一光纤倒像扭转部分131和第二光纤倒像扭转部分132均为锥形结构光纤。为简化光路分析，可将图10锥形光纤倒像器直径Φ16mm圆周位置上的弯曲三锥形光纤拉直成图10的三锥形光纤的光路原理图。图10中，dl是锥形光纤倒像器输入端的单光纤直径（即图8光纤缩放部分12的小端面直径，也可简称为1锥的小端面直径），D2是输出端的单光纤直径（即图8第二光纤倒像扭转部分132的大端面直径，也可简称为3锥的大端面直径），d2是双锥形光纤中段的最小直径（即图8第一光纤倒像扭转部分131或第二光纤倒像扭转部分132的小端面直径，也可简称为2锥或3锥的小端面直径），d2尺寸随扭转半径增大而减小，在轴心处d2=D2。例如当D2=6微米时，在直径Φ16mm处d2约2微米。Dl是dl和d2间光纤的最大直径（即图8光纤缩放部分12或第一光纤倒像扭转部分131的大端面直径，也可简称为1锥或2锥的大端面直径），理论上D1SD2。[0069]如图10所示，当入射角度小于1锥小端面的孔径角的光线从1锥的小端面进入光纤时，1锥将把入射的光线准直，当Dldl多Dld2时，准直后的光线以小于2锥大端面的孔径角的角度入射到2锥中，因此锥形光纤倒像器输出端直径Φ16mm内的光线在2锥中均能实现无泄漏的全反射传播而进入到3锥，然后被3锥偏置后输出。图9和图10的结构有效地解决了现有技术中光线在光纤倒像器中的泄漏问题，从而对提升光纤倒像器的对比度和透过率有明显的改善作用。由于1锥不随扭转角变化，因此图9和图10的锥形光纤倒像器内部的光纤除中心光纤外）均为锥形光纤，该结构对光线有准直作用，使得光能汇聚后输出，有利于提升人眼观察的亮度。[0070]本发明一种如图8所示的锥形光纤倒像器的制备方法，包括以下步骤：[0071]制备锥形光纤倒像器的毛坯，所述锥形光纤倒像器的毛坯包括毛坯槽和毛坯的两端面，所述毛坯槽的两端分别与毛坯的两端面连接；[0072]通过毛坯的两端面施加相应的拉力对毛坯槽进行拉伸，得到拉伸后的毛坯，所述拉伸后的毛坯为包含光纤缩放部分形状的毛坯且满足锥形光纤倒像器的放大缩小比要求；[0073]通过毛坯的两端面先后施加相应的扭转力对拉伸后的毛坯槽进行扭转，得到扭转后的毛坯，所述扭转后的毛坯为同时包含光纤缩放部分形状和光纤倒像扭转部分形状的毛坯；[0074]对扭转后的毛坯进行切割，得到切割后的锥形光纤倒像器毛坯；[0075]对切割后的锥形光纤倒像器毛坯进行后续加工，得到锥形光纤倒像器。[0076]进一步作为优选的实施方式，所述制备锥形光纤倒像器的毛坯这一步骤，具体为：[0077]按锥形光纤倒像器的大小要求制作对应尺寸的毛坯，所述毛坯的两端面为六方头。[0078]如图11所示，毛坯的两端面17为六方头，用于施加扭转和拉力。毛坯槽用于扭转和拉伸，使锥形光纤倒像器实现180°倒像和放大缩小的功能。如图11所示，毛坯槽包含有3个后续拉伸和旋转操作可能会用到的位置:第一位置14,中心位置15和第二位置16。[0079]进一步作为优选的实施方式，所述通过毛坯的两端面施加相应的拉力对毛坯槽进行拉伸，得到拉伸后的毛坯这一步骤，具体包括：[0080]将毛坯的两端面与扭转拉伸设备连接；[0081]将加热炉的发热丝对准毛坯槽的中心位置进行加热，使毛坯槽的中心位置升温软化；[0082]根据锥形光纤倒像器的放大缩小比，扭转拉伸设备通过毛坯的两端面施加相应的拉力对毛坯槽进行拉伸，使得拉伸后的毛坯成光纤缩放部分形状。[0083]其中，本发明拉伸的过程为:将毛坯的两端面与扭转拉伸设备连接，先将加热炉的发热丝对准毛坯槽的中心位置15,升温使温度达到毛坯的软化温度以上，待毛坯槽的中心位置15软化后，然后施加拉力，根据锥形光纤倒像器的放大缩小比，拉伸毛坯槽相应的长度，使毛坯形成光纤缩放部分形状如双锥形状等）。拉伸过程主要是实现锥形光纤倒像器的放大缩小功能，使得毛坯形成如图12所示具有光纤缩放部分形状如双锥形状等）的毛坯。[0084]进一步作为优选的实施方式，所述通过毛坯的两端面先后施加相应的扭转力对拉伸后的毛坯槽进行扭转，得到扭转后的毛坯这一步骤，具体包括：[0085]将拉伸后的毛坯的两端面与扭转拉伸设备连接；[0086]将加热炉的发热丝对准拉伸后的毛坯槽的第一位置进行加热，使毛坯槽的第一位置升温软化，所述毛坯槽的第一位置位于毛坯槽的中心位置与毛坯的一端面之间；[0087]扭转拉伸设备通过毛坯的两端面施加相应的扭转力对毛坯槽的第一位置进行扭转，使得毛坯槽的第一位置两侧扭转成光纤倒像扭转部分形状；[0088]将加热炉的发热丝对准拉伸后的毛坯槽的第二位置进行加热，使毛坯槽的第二位置升温软化，所述毛坯槽的第二位置位于毛坯槽的中心位置与毛坯的另一端面之间；[0089]扭转拉伸设备通过毛坯的两端面施加相应的扭转力对毛坯槽的第二位置进行扭转，使得毛坯槽的第二位置两侧扭转成光纤倒像扭转部分形状。[0090]其中，本发明扭转的过程为:完成拉伸后，加热炉开始降温，直至毛坯槽的中心位置15降至软化温度以下;接着，将加热炉的发热丝对准毛坯槽的第一位置14,升温使温度达到毛坯的软化温度以上，使毛坯槽第一位置14的地方升温软化，然后在毛坯两端的六方头施加扭转力，使其扭转180°后停止扭转;再接着开始降温，让毛坯冷却到不再软化的温度；最后移动加热炉的位置，使加热炉的发热丝对准毛坯槽的第二位置16,用同样的方法把第二位置16扭转180°，完成后，毛坯自然降温冷却。本发明扭转过程用于实现锥形光纤倒像器的倒像功能。如图13所示，本发明可使扭转区域的光纤为双锥形光纤，连接倒像光纤小端面即可与拉伸后的锥形光纤一起形成三锥形的光纤结构。[0091]图13中先对毛坯中部进行加热，待其软化后，再扭转180度，就像扭麻花一样。因此除中心光纤外，其余光纤中部的软化部分均需要拉伸变形为双锥形光纤，这样才能绕中心轴扭转180度，其拉伸变形的程度与其离中心轴的轴心的距离成正比。[0092]进一步作为优选的实施方式，所述对扭转后的毛坯进行切割，得到切割后的锥形光纤倒像器毛坯这一步骤，具体包括：[0093]使用切割设备在扭转后的毛坯槽的中心位置进行切割，从而得到2个锥形光纤倒像器毛坯；[0094]按锥形光纤倒像器的放大缩小要求对锥形光纤倒像器毛坯进行铣磨和测量。[0095]其中，本发明的切割过程具体为:待毛坯温度降到室温后，把图13拉伸扭转后的毛坯从拉伸扭转设备上取下来，然后使用切割设备在毛坯槽的中心位置把毛坯切割成两部分，形成2个如图14所示的锥形光纤倒像器毛坯，然后按放大缩小要求进行铣磨和测量，从而达到锥形光纤倒像器对应的放大缩小比例。[0096]进一步作为优选的实施方式，所述对切割后的锥形光纤倒像器毛坯进行后续加工，得到锥形光纤倒像器这一步骤，具体为：[0097]根据锥形光纤倒像器外形尺寸要求将切割后的锥形光纤倒像器毛坯加工成相应外形的成品，并对毛坯的两端面进行精磨抛光，最终形成锥形光纤倒像器。[0098]本发明锥形光纤倒像器的制作工艺流程中拉伸和扭转这两个工艺的顺序可调换，不影响锥形光纤倒像器的制作结果，同时锥形光纤倒像器的外形尺寸并不局限于本发明所提到的形状。[0099]本发明一种如图8所示的锥形光纤倒像器的制备方法，包括以下步骤：[0100]制备锥形光纤倒像器的毛坯，所述锥形光纤倒像器的毛坯包括毛坯槽和毛坯的两端面，所述毛坯槽的两端分别与毛坯的两端面连接；[0101]通过毛坯的两端面施加相应的拉力对毛坯槽进行扭转，得到扭转后的毛坯，所述扭转后的毛坯为包含光纤倒像扭转部分形状的毛坯；[0102]通过毛坯的两端面先后施加相应的扭转力对扭转后的毛坯槽进行拉伸，得到拉伸后的毛坯，所述拉伸后的毛坯为同时包含光纤缩放部分形状和光纤倒像扭转部分形状的毛坯，其中，光纤缩放部分形状满足锥形光纤倒像器的放大缩小比要求；[0103]对拉伸后的毛坯进行切割，得到切割后的锥形光纤倒像器毛坯；[0104]对切割后的锥形光纤倒像器毛坯进行后续加工，得到锥形光纤倒像器。[0105]本发明在制备锥形光纤倒像器时，也可先进行扭转再进行拉伸，不影响最终制备的锥形光纤倒像器，可供使用者根据实际需要进行灵活选择。[0106]如图8、图11-14所示，以先进行拉伸再进行扭转的工艺为例，本具体实施例锥形光纤倒像器的具体制备流程如下：[0107]1光纤面板毛坯制作:根据光纤面板制作工艺，按锥形光纤倒像器的大小要求制作对应尺寸的毛还。本具体实施例的毛还槽的槽径为23±Imm，槽宽为50±Imm;两端面的六方头厚度6_，用于拉伸和扭转受力。[0108]2拉伸扭转:将毛坯的两端面与拉伸扭转设备连接，将加热炉的发热丝对准毛坯槽的中心位置15,加热50-70min，升温到750〜800°C，使毛坯槽的中心位置15软化，然后施加20-30kg的拉力，拉伸毛坯槽20mm，使毛坯形成光纤缩放部分形状如双锥形状等），拉伸完成后加热炉降温到550-600°C，使毛坯恢复硬的状态;然后移动加热炉的位置，使加热炉的发热丝对准毛坯槽的第一位置14,再次升高温度到750〜800°C，使毛坯槽第一位置14的地方升温软化，再在毛坯两端面的六方头施加5-10N.m的扭转力矩，使其扭转180°后停止扭转，并降温到550-600°C，使毛坯恢复硬的状态;再接着移动加热炉的位置，使加热炉的发热丝对准毛坯槽的第二位置16,再升温到750〜800°C，使毛坯槽第二位置16的地方升温软化，然后施加5-10N.m的扭转力矩，使其扭转180°后停止扭转，最后毛坯开始自然降温冷却。[0109]3切割：毛坯温度降到室温后，把拉伸扭转后的毛坯从拉伸扭转设备上取下来，然后使用切割设备在毛坯槽的中心位置15切割，以把毛坯切割成两部分，形成2个锥形光纤倒像器毛坯，最后按放大缩小要求进行铣磨和测量，使毛坯的放大缩小比例达到2倍。[0110]⑷后续加工:将切割后的锥形光纤倒像器毛坯进行外形加工，大端面外径控制在21.8±0.1mm，小端面外径控制在10.9±0.1mm，高度控制在26±0.1mm，并对锥形光纤倒像器毛坯的两端面进行精磨抛光，形成最终的锥形光纤倒像器。[0111]为了更好地说明本发明的锥形光纤倒像器效果，本发明设计了相应的对比试验，其结果如下表1所示：[0112]表1[0115]从表1可以看出，本发明的锥形光纤倒像器能提高微光夜视像增强器的分辨率。[0116]综上所述，本发明的锥形光纤倒像器，通过由光纤缩放部分和光纤倒像扭转部分组成的结构将比例缩放功能和倒像功能合二为一，通过光纤缩放部分对输入的光线准直作用来解决了光线在现有光纤倒像器光纤中部的泄漏问题，具有以下优点：[0117]a.高对比度，锥形光纤倒像器的光纤结构决定其光串扰较普通倒像器小。[0118]b.高输出亮度，锥形光纤倒像器输入端光线接收角更大，出射端光线发散角小，光能更集中，目视亮度更高。[0119]c.高分辨率，锥形光纤倒像器输入端光纤丝径小，分辨率非常高。[0120]d.重量轻，同样高度的锥形光纤倒像器的体积较普通倒像器减少12。[0121]e.重心后移，锥形光纤倒像器的重心向输出端偏移，更有利于头戴式应用。[0122]f.配套元件成本下降，与锥形光纤倒像器配套的微通道板MCP等元件的面积可减小12以上，像增强器的成本将下降。[0123]g.降低像管能耗，同样的图像输出面积，采用锥形光纤倒像器的像管阴极面积、阳极面积和高压部分的工作体积减少12以上，对降低像管能耗有利。[0124]h.更长的续航时间，采用锥形光纤倒像器在不改变像管外型尺寸的情况下，减少的空间可用于增加电池体积从增加电池容量，像管能耗低，电池容量大，可增加续航时间。[0125]i.提高像管性价比，采用锥形光纤倒像器可实现像管成本的下降和性能的提高。[0126]以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

权利要求：1.一种锥形光纤倒像器，其特征在于:包括光纤缩放部分和光纤倒像扭转部分，所述光纤缩放部分和光纤倒像扭转部分一体成型，所述光纤缩放部分用于按预设的比例对输入的光线进行准直，使得准直后的光线以小于光纤倒像扭转部分的孔径角的角度入射到光纤倒像扭转部分;所述光纤倒像扭转部分用于按180度的预设角度对准直后的光线的位置进行偏置，从而实现输入图像的180度倒转后输出。2.根据权利要求1所述的一种锥形光纤倒像器，其特征在于:所述光纤缩放部分为纤维光锥。3.根据权利要求1所述的一种锥形光纤倒像器，其特征在于:所述光纤倒像扭转部分为光纤倒像器。4.一种锥形光纤倒像器的制备方法，其特征在于:包括以下步骤：制备锥形光纤倒像器的毛坯，所述锥形光纤倒像器的毛坯包括毛坯槽和毛坯的两端面，所述毛坯槽的两端分别与毛坯的两端面连接；通过毛坯的两端面施加相应的拉力对毛坯槽进行拉伸，得到拉伸后的毛坯，所述拉伸后的毛坯为包含光纤缩放部分形状的毛坯且满足锥形光纤倒像器的放大缩小比要求；通过毛坯的两端面先后施加相应的扭转力对拉伸后的毛坯槽进行扭转，得到扭转后的毛坯，所述扭转后的毛坯为同时包含光纤缩放部分形状和光纤倒像扭转部分形状的毛坯；对扭转后的毛坯进行切割，得到切割后的锥形光纤倒像器毛坯；对切割后的锥形光纤倒像器毛坯进行后续加工，得到锥形光纤倒像器。5.根据权利要求4所述的一种锥形光纤倒像器的制备方法，其特征在于:所述制备锥形光纤倒像器的毛坯这一步骤，具体为：按锥形光纤倒像器的大小要求制作对应尺寸的毛坯，所述毛坯的两端面为六方头。6.根据权利要求4所述的一种锥形光纤倒像器的制备方法，其特征在于:所述通过毛坯的两端面施加相应的拉力对毛坯槽进行拉伸，得到拉伸后的毛坯这一步骤，具体包括：将毛坯的两端面与扭转拉伸设备连接；将加热炉的发热丝对准毛坯槽的中心位置进行加热，使毛坯槽的中心位置升温软化；根据锥形光纤倒像器的放大缩小比，扭转拉伸设备通过毛坯的两端面施加相应的拉力对毛坯槽进行拉伸，使得拉伸后的毛坯成光纤缩放部分形状。7.根据权利要求4所述的一种锥形光纤倒像器的制备方法，其特征在于:所述通过毛坯的两端面先后施加相应的扭转力对拉伸后的毛坯槽进行扭转，得到扭转后的毛坯这一步骤，具体包括：将拉伸后的毛坯的两端面与扭转拉伸设备连接；将加热炉的发热丝对准拉伸后的毛坯槽的第一位置进行加热，使毛坯槽的第一位置升温软化，所述毛坯槽的第一位置位于毛坯槽的中心位置与毛坯的一端面之间；扭转拉伸设备通过毛坯的两端面施加相应的扭转力对毛坯槽的第一位置进行扭转，使得毛坯槽的第一位置两侧扭转成光纤倒像扭转部分形状；将加热炉的发热丝对准拉伸后的毛坯槽的第二位置进行加热，使毛坯槽的第二位置升温软化，所述毛坯槽的第二位置位于毛坯槽的中心位置与毛坯的另一端面之间；扭转拉伸设备通过毛坯的两端面施加相应的扭转力对毛坯槽的第二位置进行扭转，使得毛坯槽的第二位置两侧扭转成光纤倒像扭转部分形状。8.根据权利要求4所述的一种锥形光纤倒像器的制备方法，其特征在于:所述对扭转后的毛坯进行切割，得到切割后的锥形光纤倒像器毛坯这一步骤，具体包括：使用切割设备在扭转后的毛坯槽的中心位置进行切割，从而得到2个锥形光纤倒像器毛坯；按锥形光纤倒像器的放大缩小要求对锥形光纤倒像器毛坯进行铣磨和测量。9.根据权利要求4所述的一种锥形光纤倒像器的制备方法，其特征在于:所述对切割后的锥形光纤倒像器毛坯进行后续加工，得到锥形光纤倒像器这一步骤，具体为：根据锥形光纤倒像器外形尺寸要求将切割后的锥形光纤倒像器毛坯加工成相应外形的成品，并对毛坯的两端面进行精磨抛光，最终形成锥形光纤倒像器。10.—种锥形光纤倒像器的制备方法，其特征在于:包括以下步骤：制备锥形光纤倒像器的毛坯，所述锥形光纤倒像器的毛坯包括毛坯槽和毛坯的两端面，所述毛坯槽的两端分别与毛坯的两端面连接；通过毛坯的两端面施加相应的拉力对毛坯槽进行扭转，得到扭转后的毛坯，所述扭转后的毛坯为包含光纤倒像扭转部分形状的毛坯；通过毛坯的两端面先后施加相应的扭转力对扭转后的毛坯槽进行拉伸，得到拉伸后的毛坯，所述拉伸后的毛坯为同时包含光纤缩放部分形状和光纤倒像扭转部分形状的毛坯，其中，光纤缩放部分形状满足锥形光纤倒像器的放大缩小比要求；对拉伸后的毛坯进行切割，得到切割后的锥形光纤倒像器毛坯；对切割后的锥形光纤倒像器毛坯进行后续加工，得到锥形光纤倒像器。

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