用于反射式检测的角度选择聚合物光学面板及其制备方法

技术领域

本发明涉及光学面板生产制作技术领域，特别是涉及一种用于反射式检测的角度选择聚合物光学面板及其制备方法。

背景技术

随着社会的发展与进步，人们对健康日益关注，非侵入性、无痛的检测技术应运而生，光学相干断层扫描(OCT)是一种用于执行高分辨率横截面成像的新技术，OCT可以在原位和实时地提供微米级组织结构的横截面图像。OCT是一种光学活检，是一种强大的医学诊断成像技术，因为与传统的组织病理学需要去除组织标本和进行显微检查处理不同，OCT可以提供原位和实时的组织图像，OCT可用于标准切除活检有危险或不可能的情况，以减少与切除活检相关的取样错误，并指导介入程序。

OCT技术的原理是把光束投射到被成像的组织或标本上,光束被不同的距离上的显微结构反射。通过测量反射光的时间延迟以及反射光的强度,并且将不同位置上测量所获得的反射信息转化为数字信号,经过计算机处理转换为二维和三维的图像形式,从而显示出被成像组织的各层显微结构。但是当仪器内部的光发射器发射出的光束照射到组织内部时，由于光在皮肤表面的反射和吸收十分复杂，串光现象时有发生，会产生大量无规则散射，反射回的光信号的弹道或蛇形光子遵循斯涅尔Snell定律，而产生的漫射光子由于混浊组织介质的Mie散射而失去方向性，使光传感器接收光信号受到较大干扰，导致光传感器接收的光信号扰动较大、噪声大、测量精度及灵敏度都很低，进而干扰最后形成的图像，使图像产生灰雾，大幅度影响图像的清晰度。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种提高成像质量及高灵敏度响应的用于反射式检测的角度选择聚合物光学面板。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于反射式检测的角度选择聚合物光学面板的制备方法，包括以下步骤：

制备光屏蔽纤维复丝：

(1)由光屏蔽材料制备光屏蔽材料预制棒，再将光屏蔽材料预制棒采用光纤拉丝机拉制成光屏蔽纤维单丝；

(2)取多根光屏蔽纤维单丝在正六边形的排板模具中排出正六边形纤维阵列板，并将两端捆绑固定，形成光屏蔽纤维复丝棒，再通过光纤拉丝机将所述光屏蔽纤维复丝棒拉制成光屏蔽纤维复丝；

制备角度选择的光纤微结构棒：

(1)由导光材料制备导光材料预制棒，再将导光材料预制棒采用光纤拉丝机拉制成导光纤维单丝；

(2)将导光纤维单丝以六方堆积紧密排列在正六边形排丝模具中，形成导光纤维束，并将所述导光纤维束放入热熔压模具的成型腔里，然后将热熔压模具放入真空热压炉中，施加预设方向的压力，使得所述的导光纤维束聚合形成光纤微结构阵列棒；

(3)将所述光纤微结构阵列棒以一定角度进行斜向切割，得到带有倾斜角度的光纤微结构阵列棒，然后将所述的带有倾斜角度的光纤微结构阵列棒加工成柱体，得到角度选择的光纤微结构棒；

制备角度选择聚合物光学面板：

(1)将所述的光屏蔽纤维复丝、角度选择的光纤微结构棒和光屏蔽插丝纤维按照一定结构设计在排板模具中进行结构排列，将排列完成后的毛坯板装入到热压模具中，然后一并放入真空热压炉中进行真空熔板，得到角度选择聚合物光学坯板；

(2)将热压成型后的所述角度选择聚合物光学坯板进行光学冷加工，得到预设厚度的角度选择聚合物光学面板；

所述的一定结构设计包括至少要放入2根以上的角度选择的光纤微结构棒，所述角度选择的光纤微结构棒的大小根据光屏蔽纤维复丝的大小进行相对应调整，多根角度选择的光纤微结构棒相互之间间隔设置。

进一步地，还包括：

制备光屏蔽插丝纤维：

将光屏蔽材料预制棒切制成正六棱柱，然后打磨成光屏蔽插丝预制棒，将光屏蔽插丝预制棒通过光纤拉丝机拉制成预定尺寸的光屏蔽插丝纤维；

所述的光屏蔽材料排列于所述角度选择的光纤微结构棒的四周的空隙，所述的光屏蔽插丝纤维的形状根据角度选择的光纤微结构棒以及光屏蔽纤维复丝的形状改变进行相应调整。如若光屏蔽材料与角度选择的光纤微结构棒在排列过程中不存在间隙时，则不需要制备光屏蔽插丝纤维。

所述的一定结构设计为：将光屏蔽纤维复丝在正六边形的排板模具中排出正六边形纤维阵列板，每边排列9根光屏蔽纤维复丝，在位于正六边形中间的位置对称设置两根角度选择的光纤微结构棒，每个角度选择的光纤微结构棒的周围使用所述的光屏蔽插丝纤维填充角度选择的光纤微结构棒与光屏蔽纤维复丝之间的空隙；所述两根角度选择的光纤微结构棒的中心线上设有三根光屏蔽纤维复丝和两根光屏蔽插丝纤维。

所述导光材料为具有芯皮结构的聚合物光纤；

所述光屏蔽材料为不透明的深色聚合物材料，所述光屏蔽材料对400nm-1200nm的光线的透过率小于或等于8％。

所述的导光材料和光屏蔽材料均为热塑性的聚合物材料，所述导光材料和光屏蔽材料的玻璃转化温度Tg的温度差值小于或等于30℃，所述聚合物材料的饱和吸水率低于0.5％。

所述的导光材料的热膨胀系数与光屏蔽材料的热膨胀系数的差值百分比应小于或等于30％；

所述导光材料的芯材料选自聚甲基丙烯酸甲酯Polymethyl Methacrylate，PMMA、聚碳酸酯Polycarbonate，PC、聚苯乙烯Polystyrene，PS和环烯烃类共聚物TOPAS中的一种，所述导光材料的皮材料为氟树脂；所述导光材料为聚合物光纤结构；所述光屏蔽材料是对导光材料中的芯材料添加一些物质进行染色，使其由透明变成深色。

进一步地，将所述的光屏蔽材料预制棒拉制成光屏蔽纤维单丝的拉丝温度为120-260℃，送料速度为3-8mm/min，拉丝速度为1-12r/min，所述的光屏蔽纤维单丝的直径为0.8-5.0mm。

所述的光屏蔽纤维复丝棒对边为18-50mm，将所述的光屏蔽纤维复丝棒拉制成光屏蔽纤维复丝的拉丝温度为110-250℃，送料速度为3-10mm/min，拉丝速度为3-10r/min，所述的光屏蔽纤维复丝的对边为0.5-2.5mm；

将所述的导光材料预制棒拉制成导光纤维单丝的拉丝温度为120-250℃，送料速度为3-8mm/min，拉丝速度为1-12r/min，所述的导光纤维单丝的直径为0.4-1mm；

所述的光屏蔽插丝纤维的拉丝温度为120-260℃，送料速度为3-6mm/min，拉丝速度为3-15r/min；

所述导光纤维束放入真空热压炉中的热压温度为150-320℃，热压的压力为0.2-1.2MPa，热压时间为10分钟-6小时；

所述的角度选择聚合物光学毛坯板的热压的温度为150-350℃，热压的压力为0.2-1.5MPa，热压时间为10分钟-12小时。

所述角度选择的光纤微结构棒的直径为1.15-5.77mm，所述的角度选择的光纤微结构棒在聚合物光学面板中是作为入射光区和反射光区窗口，所述的入射光区的角度选择的光纤微结构棒的倾斜角度为±90°，所述的反射光区的角度选择的光纤微结构棒的倾斜角度为-90-﹢90°；

所述的角度选择的光纤微结构棒的形状为圆形、正多边形或长方形，由一根或多根组成。

本发明还提供一种用于反射式检测的角度选择聚合物光学面板，按照所述的制备方法制备得到。

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点：

本发明通过在结构设计中以光纤阵列结构排布的方式以及加入光屏蔽插丝纤维制备角度选择聚合物光学面板，光纤纤维丝可以进行模组化结构排列设计，可以最大化适应不同设备装置的市场要求，同时可以有效的消除在排板过程中的缝隙，进而在热压过程中，减少其横向变形量，使其在热压成型后，可以更容易和更精确的使多个导光光纤阵列区域的相对位置保持不变，实现高精度定位成型。

本发明通过制备带有角度选择导光光纤阵列区域，根据反射光的入射角度选择性的传输或阻挡光，可以有效过滤从人体组织等混浊介质上反射回无规则漫反射，使探测器高精度安全保留光信号，显著降低反射回探测器光信号的带内噪声和低频噪声，定向光子的光信号通过使用本发明的角度选择性聚合物光学面板有效地阻挡噪音使其在该接受角内被有效地收集。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明实施例提供的用于反射式检测的角度选择聚合物光学面板的制备方法的流程图；

图2-图4是本发明实施例提供的角度选择的光纤微结构棒的制备方法的结构变化图；

图5-图6是本发明实施例提供的光屏蔽插丝纤维的制备方法的结构变化图；

图7是本发明实施例提供的角度选择聚合物光学坯板的结构设计排列示意图；

图8是本发明实施例提供的角度选择聚合物光学面板的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的角度选择性聚合物光学面板在仪器设备内部应用的部分结构示意图。

图10是本发明实施例提供的无需插入光屏蔽插丝纤维的角度选择聚合物光学坯板的结构设计排列示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1所示，一种用于反射式检测的角度选择聚合物光学面板的制备方法，包括以下步骤：

制备光屏蔽纤维复丝：

(1)由光屏蔽材料制备光屏蔽材料预制棒，再将光屏蔽材料预制棒采用光纤拉丝机拉制成光屏蔽纤维单丝；

(2)取多根光屏蔽纤维单丝在正六边形的排板模具中排出正六边形纤维阵列板，并将两端捆绑固定，形成光屏蔽纤维复丝棒，再通过光纤拉丝机将所述光屏蔽纤维复丝棒拉制成光屏蔽纤维复丝；

制备角度选择的光纤微结构棒：

(1)由导光材料制备导光材料预制棒，再将导光材料预制棒采用光纤拉丝机拉制成导光纤维单丝；

(2)排丝机通过高精度光栅尺及精密电机控制，将导光纤维单丝以六方堆积紧密排列在正六边形排丝模具中，形成导光纤维束，并将所述导光纤维束放入热熔压模具的成型腔里，然后将热熔压模具放入真空热压炉中，施加预设方向的压力，使得所述的导光纤维束聚合形成光纤微结构阵列棒；

(3)将所述光纤微结构阵列棒通过线切割机以一定角度进行斜向切割，得到带有倾斜角度的光纤微结构阵列棒，然后将所述的带有倾斜角度的光纤微结构阵列棒通过机床设备加工成柱体，得到角度选择的光纤微结构棒。

制备光屏蔽插丝纤维：

将光屏蔽材料预制棒切制成正六棱柱，然后打磨成光屏蔽插丝预制棒，将光屏蔽插丝预制棒通过光纤拉丝机拉制成预定尺寸的光屏蔽插丝纤维；

所述的光屏蔽材料排列于所述角度选择的光纤微结构棒的四周的空隙，所述的光屏蔽插丝纤维的形状可以根据角度选择的光纤微结构棒以及光屏蔽纤维复丝的形状改变进行相应调整；

制备角度选择聚合物光学面板：

(1)将所述的光屏蔽纤维复丝、角度选择的光纤微结构棒和光屏蔽插丝纤维按照一定结构设计在排板模具中进行结构排列，将排列完成后的毛坯板装入到热压模具中，然后一并放入真空热压炉中进行真空熔板，得到角度选择聚合物光学坯板；

(2)将热压成型后的所述角度选择聚合物光学坯板进行光学冷加工，得到预设厚度的角度选择聚合物光学面板；

所述的一定结构设计包括至少要放入2根以上的角度选择的光纤微结构棒，所述角度选择的光纤微结构棒的大小根据光屏蔽纤维复丝的大小进行相对应调整，多根角度选择的光纤微结构棒相互之间间隔设置。

选用至少2根角度选择的光纤微结构棒，是因为制成角度选择聚合物光学面板后，至少有一个光发射器传光路径的入射光区和经皮肤内部组织反射沿其传输到光传感器路径的反射光区，光纤微结构棒的大小可以根据光屏蔽纤维复丝的大小进行相对应调整，多根光纤微结构棒相互之间必须间隔设置，所述的光屏蔽材料排列于所述光纤微结构棒的四周，所述的光屏蔽插丝纤维的形状可以根据角度选择的光纤微结构棒以及光屏蔽纤维复丝的形状改变进行相应调整，如果排板结构设计中没有缝隙时，亦可不插光屏蔽插丝纤维。

采用本发明反射式检测的角度选择聚合物光学面板，解决了光发射器发射的光经过身体组织产生大量无序光信号相互串扰问题，减少由组织及血液反射而来失去方向性的漫射光子，对人体组织内的反向散射光具有受控的角度接收角，选择性的透射或阻挡光传播，减少了到光传感器之前的非定向和不希望得到的发射光子，进而降低噪声信号，提高接收信号精度稳定性，进而提高成像质量及高灵敏度响应。

进一步地，所述导光材料为具有芯皮结构的聚合物光纤；

所述光屏蔽材料为不透明的深色聚合物材料，所述光屏蔽材料对400nm-1200nm的光线的透过率小于或等于8％，可以是4％、3％、2％、1％或0。

所述的导光材料和光屏蔽材料均为热塑性的聚合物材料，所述导光材料和光屏蔽材料的玻璃转化温度Tg的温度差值小于或等于30℃，所述聚合物材料的饱和吸水率低于0.5％，机械性能优良，可用于拉丝工艺中。若两者玻璃化温度Tg差距过大，拉丝或热压过程中很容易出现一种材料已经融化变形，其它材料还未软化的情况，使加工过程增加难度。

所述的导光材料的热膨胀系数与光屏蔽材料的热膨胀系数的差值百分比应小于或等于30％。

所述导光材料的芯材料选自聚甲基丙烯酸甲酯Polymethyl Methacrylate，PMMA、聚碳酸酯Polycarbonate，PC、聚苯乙烯Polystyrene，PS和环烯烃类共聚物TOPAS中的一种，所述导光材料的皮材料为氟树脂；所述导光材料为聚合物光纤结构；所述光屏蔽材料是对导光材料中的芯材料添加一些物质进行染色，使其由透明变成深色。

聚合物材料的分子链运动对温度的依赖性很强，当温度低于玻璃化转变温度Tg时，聚合物链段的运动被冻结，热膨胀系数较小，温度高于玻璃转化温度Tg时，链段运动加快，分子链由于链段的扩散运动也随之膨胀，宏观上产生体积胀大。若导光材料与光屏蔽材料的热膨胀系数相差较大，在热压过程中，棒材内部很可能会产生较大的挤压力，从而导致棒材内部开裂或弯曲。

进一步地，将所述的光屏蔽材料预制棒拉制成光屏蔽纤维单丝的拉丝温度为120-260℃，送料速度为3-8mm/min，拉丝速度为1-12r/min，所述的光屏蔽纤维单丝的直径为0.8-5.0mm。

将光屏蔽纤维单丝经排棒捆绑制得的正六边形光屏蔽纤维复丝棒，所述的光屏蔽纤维复丝棒对边为18-50mm，将所述的光屏蔽纤维复丝棒拉制成光屏蔽纤维复丝的拉丝温度为110-250℃，送料速度为3-10mm/min，拉丝速度为3-10r/min，所述的光屏蔽纤维复丝的对边为0.5-2.5mm；

将导光材料预制棒拉制成导光纤维单丝的拉丝温度为120-250℃，送料速度为3-8mm/min，拉丝速度为1-12r/min，所述的导光纤维单丝的直径为0.4-1mm；

所述的光屏蔽插丝预制棒是将形状为正六棱柱的光屏蔽材料预制棒通过机床设备切割打磨而成，所述的光屏蔽插丝纤维的拉丝温度为120-260℃，送料速度为3-6mm/min，拉丝速度为3-15r/min；

将导光纤维单丝在正六边形排丝模具整齐排列后，形成导光纤维束，后装入到模具中一并放入真空热压炉中中热压成光纤微结构阵列棒，所述的热压温度为150-320℃，热压的压力为0.2-1.2MPa，热压时间为10分钟-6小时；

所述的角度选择聚合物光学毛坯板的热压的温度为150-350℃，热压的压力为0.2-1.5MPa，热压时间为10分钟-12小时。

所述的带有倾斜角度的光纤微结构阵列棒是通过线切割机以相同方向、相同角度将所述的光纤微结构阵列棒切割而形成，最终加工制成直径为1.15-5.77mm的角度选择的光纤微结构棒，所述的角度选择的光纤微结构棒在聚合物光学面板中是作为入射光区和反射光区窗口，所述的入射光区的角度选择的光纤微结构棒的倾斜角度为±90°，所述的反射光区的角度选择的光纤微结构棒的倾斜角度为-90-﹢90°；

所述的角度选择的光纤微结构棒的形状可以为圆形、正多边形或长方形，可以由一根或多根组成。

根据所需的光纤微结构阵列棒角度，可以根据调整光纤微结构阵列棒切割摆放位置或者调动切割刀具位置，进行相应切割。倾斜角度是以X轴方向为0°，Y轴方向为90°，比如：以切割角度为60°进行斜向切割，切割后的光纤微结构阵列棒水平放置后，与桌面的X轴方向夹角呈30°，滚圆成圆柱体后，所得到的光纤微结构棒的倾斜角度即为30°，若把圆柱体上下颠倒，就得到角度为-30°的光纤微结构棒。±90°的角度选择的光纤微结构棒是在热压后不进行斜向切割，直接滚圆成圆柱体，即垂直于X轴方向为90°，把90°光纤微结构棒上下倒置后，角度即为-90°。

所述的角度选择的光纤微结构棒也可通过光纤拉丝机进一步拉制成更小尺寸、包含更多导光光纤维单丝的角度选择的光纤微结构棒。

参见图2-图4，为角度选择的光纤微结构棒的制备方法的工艺流程图。

首先将光纤微结构阵列棒110沿着切割线1进行斜向切割，然后将切割得到后带有倾斜角度的光纤微结构阵列棒111水平放置，此时在水平方向上，光纤微结构阵列棒内的单元光纤丝呈一定角度倾斜，然后将带有倾斜角度的光纤微结构阵列棒经机床设备切割、滚圆成圆柱体，最后得到角度选择的光纤微结构棒112。

参见图5和图6，光屏蔽插丝纤维的制备方法的工艺流程图，首先以60°弧度，且经过形状为正六棱柱的光屏蔽材料预制棒120同一侧相对的两个顶点，进行纵向弧线切割，后经光纤拉丝机将切割后的得到的光屏蔽插丝预制棒拉制成光屏蔽插丝纤维121，光屏蔽插丝纤维121的h尺寸为光屏蔽纤维复丝的对边长度的二分之一。具体为0.25-1.25mm。

制备光屏蔽插丝纤维的目的是为了填补角度选择的光纤微结构棒与光屏蔽纤维复丝之间的缝隙，如若在结构设计中不存在缝隙时也就不需要制备光屏蔽插丝纤维。比如设计的角度选择的光纤微结构棒形状和大小与光屏蔽纤维复丝都为同样的正六边形时，由于排列紧密不存在缝隙，也就不需要制备光屏蔽插丝纤维。当光纤微结构棒形状大小与光屏蔽纤维复丝在排列过程中存在缝隙时，就需要根据缝隙形状进行相应的光屏蔽插丝纤维的制备，填补角度选择的光纤微结构棒与光屏蔽纤维复丝两种材料在图形设计中存在的缝隙。

如图7所示，本发明的一种结构设计：角度选择聚合物光学坯板130由角度选择的光纤微结构棒112、光屏蔽纤维复丝131、光屏蔽插丝纤维121组成，角度选择的光纤微结构棒112是由多根微米级聚合物光纤阵列组合而成。

具体的，将光屏蔽纤维复丝131在正六边形的排板模具中排出正六边形纤维阵列板，每边排列9根光屏蔽纤维复丝131，在位于正六边形中间的位置对称设置两根角度选择的光纤微结构棒112，每个角度选择的光纤微结构棒112的周围使用光屏蔽插丝纤维131填充角度选择的光纤微结构棒112与光屏蔽纤维复丝131之间的空隙；两根角度选择的光纤微结构棒112的中心线上设有三根光屏蔽纤维复丝131和两根光屏蔽插丝纤维112。得到的角度选择聚合物光学面板如图8所示，角度选择聚合物光学面板140包括光屏蔽区域141、入射光区142和反射光区143，入射光区142和反射光区143均用于使光束通过。

如图8和图9所示，本发明的角度选择聚合物光学面板在仪器设备内部的工作原理为：光发射器152发射的光束穿过角度选择聚合物光学面板140的入射光区142，进入人体组织150，一部分光束被人体组织所吸收，一部分光束发生反射，反射光穿过反射光区143进入光传感器151中。入射光区142是由垂直于角度选择聚合物光学面板140方向的多根导光纤维单丝组成，反射光区143是由带有角度选择的光纤微结构棒组成，可以有效的接收该角度内的所有有效光信号，阻挡了该角度外的杂散光信号，进一步避免光信号之间的串扰问题。

本发明角度选择聚合物光学面板包括光屏蔽区域以及具有倾斜角度的导光光纤阵列区域。角度选择聚合物光学面板根据Snell定律在人体组织内展示了对反向散射光的受控角度接受，从而减少到达光传感器之前的非定向和不需要的噪声信号。通过精确控制导光阵列结构的角度，可以有效的使定向光信号被收集在这个接受角内，进一步提高成像质量及高灵敏度响应。

下面通过具体实施例对本发明做进一步的说明：

实施例1

一种用于反射式检测的角度选择聚合物光学面板的制备方法，包括以下步骤：

制备光屏蔽纤维复丝：

导光材料选用的是以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为芯材料，氟树脂为皮材料所构成芯皮结构的一类导光光纤。

光屏蔽材料选用的是以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基材，通过添加黑色色母粒染色后制备而成的一种深色不透明材料。

(1)由光屏蔽材料制备光屏蔽材料预制棒，再将光屏蔽材料预制棒采用光纤拉丝机拉制成光屏蔽纤维单丝；拉丝温度为180℃，送料速度为6mm/min，拉丝速度为7r/min，所述的光屏蔽纤维单丝的直径为1.25mm。

(2)取多根光屏蔽纤维单丝在正六边形的排板模具中排出正六边形纤维阵列板，并将两端捆绑固定，形成光屏蔽纤维复丝棒，再通过光纤拉丝机将所述光屏蔽纤维复丝棒拉制成光屏蔽纤维复丝；光屏蔽纤维复丝棒对边为27.4mm，将所述的光屏蔽纤维复丝棒拉制成光屏蔽纤维复丝的拉丝温度为175℃，送料速度为5mm/min，拉丝速度为3r/min，所述的光屏蔽纤维复丝的对边为1.8mm；

制备角度选择的光纤微结构棒：

(1)由导光材料制备导光材料预制棒，再将导光材料预制棒采用光纤拉丝机拉制成导光纤维单丝；拉丝温度为190℃，送料速度为6mm/min，拉丝速度为8r/min，所述的导光纤维单丝的直径为0.5mm；

(2)排丝机通过高精度光栅尺及精密电机控制，将导光纤维单丝以六方堆积紧密排列在正六边形排丝模具中，形成导光纤维束，并将所述导光纤维束放入热熔压模具的成型腔里，然后将热熔压模具放入真空热压炉中，热压温度为220℃，热压的压力为0.3MPa，热压时间为1小时，使得所述的导光纤维束聚合形成光纤微结构阵列棒；

(3)分别制备两根角度选择的光纤微结构棒，一个作为入射光区的窗口，一个作为反射光区窗口：将一根所述光纤微结构阵列棒通过线切割机以60°角进行斜向切割，切割后上下倒置，得到带有倾斜角度为-30°角的光纤微结构阵列棒，然后将所述的带有倾斜角度的光纤微结构阵列棒通过机床设备加工成圆柱体，得到直径为4.15mm的角度选择的光纤微结构棒，作为反射光区窗口；另取一根光纤微结构阵列棒，直接通过机床设备加工成直径为4.15mm的角度选择的光纤微结构棒，不需要斜向切割，角度即为﹢90°，作为入射光区的窗口。

所述的带有倾斜角度的光纤微结构阵列棒是通过线切割机以相同方向、相同角度将所述的光纤微结构阵列棒切割而形成，最终加工制成直径为4.15mm的角度选择的光纤微结构棒，所述的角度选择的光纤微结构棒在聚合物光学面板中是作为入射光区和反射光区窗口，所述的入射光区的角度选择的光纤微结构棒的倾斜角度为﹢90°，所述的反射光区的角度选择的光纤微结构棒的倾斜角度为-30°；

制备光屏蔽插丝纤维：

将光屏蔽材料预制棒切制成正六棱柱，然后打磨成光屏蔽插丝预制棒，将光屏蔽插丝预制棒通过光纤拉丝机拉制成尺寸h为0.9mm的光屏蔽插丝纤维；所述的光屏蔽插丝纤维的拉丝温度为180℃，送料速度为6mm/min，拉丝速度为4r/min；

所述的光屏蔽插丝纤维排列于所述角度选择的光纤微结构棒的四周的空隙，所述的光屏蔽插丝纤维的形状可以根据角度选择的光纤微结构棒以及光屏蔽纤维复丝的形状改变进行相应调整；调整后的光屏蔽插丝纤维只要能够完全填补角度选择的光纤微结构棒周围与光屏蔽纤维复丝之间的空隙即可。

制备角度选择聚合物光学面板：

(1)将所述的光屏蔽纤维复丝、角度选择的光纤微结构棒和光屏蔽插丝纤维按照一定结构设计在排板模具中进行结构排列，将排列完成后的毛坯板装入到热压模具中，然后一并放入真空热压炉中进行真空熔板，热压的温度为235℃，热压的压力为0.6MPa，热压的时间为2小时，得到角度选择聚合物光学坯板；

(2)将热压成型后的所述角度选择聚合物光学坯板进行光学冷加工，得到预设厚度的角度选择聚合物光学面板；

所述的一定结构设计包括放入2根的角度选择的光纤微结构棒，所述角度选择的光纤微结构棒的大小根据光屏蔽纤维复丝的大小进行相对应调整，当为多根角度选择的光纤微结构棒时，多跟角度选择的光纤微结构棒相互之间间隔设置。

实施例2

与实施例的制备方法基本相同，所不同的是：

导光材料选用的是以聚碳酸酯(PC)为芯材料，氟树脂为皮材料所构成芯皮结构的一类导光光纤。

光屏蔽材料选用的是以聚碳酸酯(PC)为基材，通过添加黑色色母粒染色后制备而成的一种深色不透明材料。

将所述的光屏蔽材料预制棒拉制成光屏蔽纤维单丝的拉丝温度为200℃，送料速度为5.5mm/min，拉丝速度为7.8r/min，所述的光屏蔽纤维单丝的直径为1mm。

将光屏蔽纤维单丝经排棒捆绑制得的正六边形光屏蔽纤维复丝棒，所述的光屏蔽纤维复丝棒对边为30.6mm，将所述的光屏蔽纤维复丝棒拉制成光屏蔽纤维复丝的拉丝温度为195℃，送料速度为4mm/min，拉丝速度为3.5r/min，所述的光屏蔽纤维复丝的对边为1.5mm；

将导光材料预制棒拉制成导光纤维单丝的拉丝温度为203℃，送料速度为5mm/min，拉丝速度为11r/min，所述的导光纤维单丝的直径为0.45mm；

所述的光屏蔽插丝预制棒是将形状为正六棱柱的光屏蔽材料预制棒通过机床设备切割打磨而成，所述的光屏蔽插丝纤维的拉丝温度为200℃，送料速度为5mm/min，拉丝速度为5.8r/min，光屏蔽插丝纤维尺寸h为0.75mm；

将导光纤维单丝在正六边形排丝模具整齐排列后，形成导光纤维束，后装入到模具中一并放入真空热压炉中中热压成光纤微结构阵列棒，所述的热压温度为230℃，热压的压力为0.35MPa，热压时间为80分钟，使得所述的导光纤维束聚合形成光纤微结构阵列棒。

所述的角度选择聚合物光学毛坯板的热压的温度为243℃，热压的压力为0.68MPa，热压时间为77分钟。

所述的带有倾斜角度的光纤微结构阵列棒是通过线切割机以相同方向、相同角度将所述的光纤微结构阵列棒切割而形成，最终加工制成直径为3.46mm的角度选择的光纤微结构棒，所述的角度选择的光纤微结构棒在聚合物光学面板中是作为入射光区和反射光区窗口，所述的入射光区的角度选择的光纤微结构棒的倾斜角度为﹢90°，所述的反射光区的角度选择的光纤微结构棒的倾斜角度为-90°；

所述的角度选择的光纤微结构棒的形状为圆形。

实施例3

与实施例的制备方法基本相同，所不同的是：

导光材料选用的是以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为芯材料，氟树脂为皮材料所构成芯皮结构的一类导光光纤。

光屏蔽材料选用的是以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基材，通过添加黑色色母粒染色后制备而成的一种深色不透明材料。

与实施例的制备方法基本相同，所不同的是：

将所述的光屏蔽材料预制棒拉制成光屏蔽纤维单丝的拉丝温度为180℃，送料速度为5.5m/min，拉丝速度为6.5r/min，所述的光屏蔽纤维单丝的直径为1.4mm。

将光屏蔽纤维单丝经排棒捆绑制得的正六边形光屏蔽纤维复丝棒，所述的光屏蔽纤维复丝棒对边为35.5mm，将所述的光屏蔽纤维复丝棒拉制成光屏蔽纤维复丝的拉丝温度为177℃，送料速度为6.3mm/min，拉丝速度为4.7r/min，所述的光屏蔽纤维复丝的对边为1.2mm；

将导光材料预制棒拉制成导光纤维单丝的拉丝温度为191℃，送料速度为7mm/min，拉丝速度为5.5r/min，所述的导光纤维单丝的直径为0.6mm；

将导光纤维单丝在正六边形排丝模具整齐排列后，形成导光纤维束，后装入到模具中一并放入真空热压炉中中热压成光纤微结构阵列棒，所述的热压温度为218℃，热压的压力为0.33MPa，热压时间为48分钟，使得所述的导光纤维束聚合形成光纤微结构阵列棒；

所述的角度选择聚合物光学毛坯板的热压的温度235℃，热压的压力为0.62MPa，热压时间为110分钟，得到角度选择聚合物光学坯板。

所述的带有倾斜角度的光纤微结构阵列棒是通过线切割机以相同方向、相同角度将所述的光纤微结构阵列棒切割后拉制而成，最终加工制成对边为1.2mm的正六边形角度选择的光纤微结构棒，所述的角度选择的光纤微结构棒在聚合物光学面板中是作为入射光区和反射光区窗口，所述的入射光区的角度选择的光纤微结构棒的倾斜角度为﹢90°，所述的反射光区的角度选择的光纤微结构棒的倾斜角度为﹢90°；

参见图10，为无需插入光屏蔽插丝纤维的角度选择聚合物光学坯板的结构设计排列示意图，实施例3的角度选择聚合物光学坯板160由角度选择的光纤微结构棒161和光屏蔽纤维复丝162组成。

角度选择的光纤微结构棒161的形状为正六边形，所述的反射光区窗口和入射光区窗口各由7根正六边形的角度选择的光纤微结构棒161组成，因角度选择的光纤微结构棒161与光屏蔽纤维复丝162的形状大小一致，故在排列过程中不存在间隙，无需插入光屏蔽插丝纤维。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但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作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。