Разработка специальных типов оптических волокон для нетрадиционных областей использования

• Автор: Дукельский, Константин Владимирович
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 152 с.

ВВЕДЕНИЕ

1. ТИПЫ И СВОЙСТВА ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

1 Л. Анализ оптических характеристик стекла

1.2.Световодная структура. Понятие апертуры

1.3. Классификация оптических волокон и сравнительный анализ их

качественных характеристик

1.4 Исследование характеристик и оптимизация параметров связных волокон

2. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

2.1 Изготовление преформ методом модифицированного парофазного охлаждения (МСУЦ)

2.1.1. Природа и физико-химия процесса

2.1.2 Приготовление парогазовой смеси

2.1.3 Окисление галогенидов
2.1.4 Термофорез в процессе МСТ)
2.1.5 Спекание и остекловывание аморфных слоев
2.1.6 Коллапсирование (сжатие) трубы
2.2 Анализ и разработка технологического процесса вытягивания волокон из преформ
2.2.1 Физика процесса вытягивания
2.2.2 Исследование зависимости между температурой, скоростью
вытягивания и натяжением волокна
2.2.3.Описание типового оборудования на примере башни вытягивания
2.2.3.1 Система подачи преформ
2.2.3.2 Графитовая печь для перетяжки преформ
2.2.3.3 Датчик диаметра волокна
2.2.3.4 Нанесение первичных покрытий
2.2.3.5 Усилие вытягивания
2.2.3.6 Намотка и вытягивание волокон
3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СПЕЦИАЛЬНЫХ ВОЛОКОН И КАБЕЛЕЙ
3 .1 Разработка технологии оптического волокна с высокой прочностью в
больших строительных длинах
3 .2 Разработка многожильного плоского особопрочного кабеля для внутриобъектовой связи на основе одномодовых и многомодовых волокон
3.2.1 Разработка технических требований и конструктивного оформления особопрочного пятижильного плоского кабеля
3.2.2 Изготовление плоской пятижильной ленты
3.2.3 Экструзия наружной оболочки, укладка упрочняющих элементов и изготовление кабеля
3.2.4 Исследование и анализ свойств плоского особопрочного многожильного кабеля

3.3 Разработка высокопрозрачного в УФ области оптического волокна с
малой дисперсией
3.3.1 Технические требования LL.NL к волокну
3.3.2 Прозрачность кварцевого стекла в УФ области спектра
3.3.3 Градиентный профиль и дисперсия в многомодовом световоде
3.3.4 Получение преформ, волокна и их свойства
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Начало XXI столетия характеризуется нарастающим процессом накопления информации во всех областях деятельности человека. Рост экономического и финансового потенциала, быстро меняющаяся политическая картина мира, экспоненциальный рост научно-технических знаний, необходимость фиксации и передачи значительных объемов сведений с одновременной необходимостью их переработки и селекции подготовили и привели мир к следующему глобальному этапу эволюции мира - информационной революции.
В этом процессе возникла потребность не только в широкой информационной сети, но и в методах и средствах точной, быстрой передачи данных, традиционные методы распространения которых не отвечали как по скорости, объему так и по качеству. Как часто было на предыдущих ступенях науки, особо важных ее результатов требовали военные аспекты применения.
В 1876 г. Александр Грэхем Белл [1] предложил использовать для передачи речевого сигнала промодулированный солнечный свет. Влияние атмосферы, низкие показатели селенового фотоприемника не позволили осуществить передачу более чем на 200 метров.
Изобретение высокоинтенсивного и узконаправленного источника -лазера послужило основой для будущих средств связи [2].
Наибольший потенциальный рынок сбыта для новых систем предоставила телефонно-телеграфная сеть. Попытка выбрать физический канал для передачи оптического сигнала вначале привела к использованию в качестве передающей среды трубку постоянного диаметра, заполненную газом, с помещенными в нее линзами [3]. Подобные системы имели уникальные характеристики по широкополосное, но отличались большой сложностью и высокой стоимостью.

покрытием (рис.5). Из рис.5 видно, что для полиамидного слоя 0330 мкм увеличения уровня потерь во всех образцах с первичным покрытием толщиной более 50 мкм не происходило. В случае однослойного первичного покрытия при возрастании диаметра защитной оболочки до 530 мкм наблюдался рост Да до 5...5,5 дБкм при температуре -50°С. В световодах с двухслойным первичным покрытием увеличение толщины вторичной оболочки вплоть до 0 500 мкм не приводило к появлению дополнительных потерь Да < 0,2 дБкм (рис.6). Представлялось интересным провести испытания на стойкость к циклической смене температур. Образцы сначала охлаждались до -50°С, затем нагревались до +100°С, после чего температура снова снижалась до -50°С (рис.6). Выбранная конструкция световода отличалась высокой стабильностью во всем исследованном диапазоне температур. Предельный уровень дополнительных потерь не превосходит Да=0,6 дБкм. Наряду с температурными исследованиями в работе изучалось влияние длительности воздействия низких температур. Эксперимент проводился непрерывно в течение 160 часов при температуре -50°С. Результаты измерений приведены в таблице 3. В первый час уровень затухания на первом образце возрос на 1,5...2,0 дБкм, в то же время на 2-м и 3-м образцах отмечалось лишь некоторое (до 0,7 дБкм) увеличение потерь. По истечении часа потери стабилизировались и в последующие 6 суток не изменялись. После температурного воздействия образцы 2 и 3 практически сразу возвратились к исходному значению затухания, а первый образец восстановил исходный уровень после 20-часовой выдержки при комнатной температуре.
Таким образом, конструкция волоконно-оптического модуля с жестким вторичным покрытием из полиамида 0 500 мкм и двухслойным эпоксиакрилатным первичным покрытием из мягкобуферного и защитного слоев толщинами 55 и 15 мкм соответственно, обеспечивает минимальный уровень микроизгибных потерь и высокую его устойчивость при