Оптические характеристики волоконных световодов при автоматизированном контроле их изготовления

• Автор: Кебеджиев, Атанас Георгиев
• Шифр специальности: 01.01.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 c. : ил

ГЛАВА I. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИ И ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ ДЛЯ ИХ РЕШЕНИЯ (ОБОР ЛИТЕРАТУРЫ)
1.1. Технология получения волоконных световодов методом МСУй с автоматизированными системами контроля их параметров
1.2. Воспроизводимость оптических характеристик волоконных световодов
1.3. Оптические характеристики заготовокиволоконных световодов,и -йётоды их исследования
Глава II. МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
2.1. Система для контроля диаметра опорной кварцевой трубки в процессе МС/0
2.2. Экспериментальная установка для анализа структурных характеристик волоконных световодов
2.3. Экспериментальная установка для измерения оптических потерь в волоконных световодах
2.4. Выводы
Глава III. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗАГОТОВОК
И ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ ПРИ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ КОНТРОЛЕ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
3.1. Исследование изменения диаметра и температуры опорной трубки в процессе МС/0
3.2. Анализ профилей показателя преломления волоконных световодов и заготовок
- 3 -
3.3. Исследование воспроизводимости профиля показателя преломления по длине заготовок и волоконных световодов
3.4. Расчет и калибровка процесса МСУй при изготовлении градиентных ВС и заготовок
3.5. Выводы
ГЛАВА IX. ИССЛЕДОВАНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОЛОКОННЫХ
СВЕТОВОДОВ И КОМПОНЕНТОВ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЛИНИЙ
СВЯЗИ
4.1. Стационарное значение полных потерь ВС и межлабораторные эксперименты
4.2. Исследование спектров полных потерь в волоконных световодах
4.3. Потери на стыковку волоконных световодов
4.4. Исследование характеристик элементов распределителей мощности в волоконно-оптических системах связи

4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Возникновение и развитие квантовой электроники и все более растущие потребности передачи информации сильно стимулировали исследования в области оптической связи. После предложения о применении одномодовых волоконных световодов (ВС) в качестве передающей среды для излучения когерентных источников в 1966 г. [I] интенсивные работы по улучшению характеристик ВС на основе плавленого кварца на протяжении немногим более десяти лет позволили достигнуть практически фундаментальных пределов: оптические потери с 20 дБ/км [2] были уменьшены до 0,2-0,3 дБ/км на длине волны 1,55 мкм [3, 4] , были практически реализованы скорости передачи информации, соответствующие полосе пропускания 100 ГГц.км в одномодовых [5] и 10 ГГц.км в многомодовых градиентных ВС на длине волны 1,3 мкм [б] . Непрерывное усовершенствование всех остальных компонентов оптических систем связи [7] , в частности, полупроводниковых лазеров и фотодетекторов, позволило осуществить безретрансляторную передачу информации со скоростью 2 Гбит/с на 51 км и I Гбит/с на 120 км. Такая длина передачи далеко еще не является предельной [8] , в особенности с точки зрения освоения для оптической связи не только диапазонов 0,8-0,9 мкм [9] и 1,3-1,б мкм [10-12] , но и еще более длинноволновых диапазонов 2-10 мкм [13] на основе стекол других химических составов.
Благодаря успехам фундаментальных исследований волоконно-оптическая связь уже в начале восьмидесятых годов вступила в пору технической зрелости [14] , несомненно, столь быстрым темпам развития немало способствовала происходившая одновременно повсеместная автоматизация научного эксперимента и контроля технологических процессов с использованием вычислительной техники и усовершенствованных сен-

правлялась плоскопараллельной пластинкой на фотоприемник опорного канала 13, а остальная часть фокусировалась микрообъективом 7 на входной торец ВС II, смонтированный в разъеме на микроманипулятор 8. Световод проходил через модовый 9 и иммерсионные фильтры 10, обеспечивающие вывод мод высшего порядка и оболочечных мод, и присоединялся к фотоприемнику сигнального канала 12. Фототоки сигнального и опорного фотоприемников поступали на входы двухканального логарифмического пикоамперметра 1_МЮ СР-І4, разработанного автором специально для этой установки [І27^] . Прибор работал в режиме вычисления логарифма отношения фототоков обоих каналов, выходной сигнал поступал на вход У двухкоординатного самописца 15. Для развертки самописца по длине волны снималось напряжение с многооборотного потенциометра 16, смонтированного на ось развертки монохроматора. Юстировка проводилась с помощью цифрового вольтметра 17, с его же индикации считывались логарифмы отношения фототоков для повышения точности при исследовании воспроизводимости результатов измерений на фиксированной длине волны.
Для регистрации спектров потерь прописывались две кривые: верхняя - (а) - отношение фототоков сигнального и опорного каналов ДЛЯ ПОЛНОЙ ДЛИНЫ исследуемого ВС И 1 и нижняя (в) - для короткого куска длиной 1_ ^ , оставшимся после облома со стороны
входа. Величина потерь для данной длины волны получается как разность ординат, умноженная на соответствующий масштабный коэффициент К и определяется зависимостью:
оС(а) = ю-пгг1д
Л I- Рг(х)/Д(х) (ю)
Ц 9 РГ(Х)/Р0(Х)
где Р0 (X) »(А) и РГ(Х) - соответственно входной, выходной и
опорный потоки излучения, К - масштабный коэффициент, которым мож-