Физико-химические процессы MCVD метода изготовления фторсодержащих изгибоустойчивых световодов

• Автор: Цибиногина, Марина Константиновна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 136 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ПРОЦЕССОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЕТОВОДОВ.

1.1. Физикохимические процессы МСУО метода получения оптических волокон.

1.2. Физические и химические факторы, определяющие оптические потери в кварцевых световодах.

1.3. Прочность кварцевого стекла и получение высокопрочных оптических волокон

1.4. Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И

АНАЛИЗОВ.
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В МСУО МЕТОДЕ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРСИЛИКАТНЫХ СВЕТОВОДОВ.
3.1. Изготовление экспериментальных образцов
3.2. Исследование процессов высокотемпературного взаимодействия фреона с кварцевым стеклом.
3.3. Анализ процесса легирования кварцевого стекла фтором.
3.4. Выводы к главе 3.
ГЛАВА 4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ЛЕГИРОВАНИИ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА ве СОВМЕСТНО СО ФТОРОМ
4.1. Исследование химического состава тонкодисперсных частиц при легировании кварцевого стекла 0е
4.2. Экспериментальные исследования по легированию кварцевого стекла диоксидом германия совместно с фтором
4.3. Анализ процесса взаимодействия смеси газообразных реагентов БЮЦ, веСЦ и СР2С с кислородом
4.4. Анализ процесса взаимодействия смеси газообразных реагентов БЮЦ, веСЬ, и 8Р6 с кислородом
4.5. Аналитическое моделирование радиального профиля показателя преломления фторгерманосиликатных световодов.
4.6. Выводы к главе 4
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ВЛИЯНИЯ ФИЗИКОХИМИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПРИМЕСЕЙ В КВАРЦЕВОМ СТЕКЛЕ НА ЕГО ПРОЧНОСТЬ
5.1. Экспериментальные исследования прочности ВС.
5.2. Специфика физикохимических превращений микропримесей в кварцевом стекле.
5.3. Влияние физикохимической природы примесей на прочность кварцевого стекла.
5.4. Выводы к главе 5.
ГЛАВА 6. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗГИБОУСТОЙЧИВЫХ ГЕРМАНОФТОРСИЛИКАТНЫХ ОДНОМОДОВЫХ СВЕТОВОДОВ МСУТ МЕТОДОМ
6.1. Изотропные особо прочные оптические волокна
6.2. Анизотропные оптические волокна
6.2.1 Световоды с эллиптической сердцевиной.
6.2.2 Световоды с эллиптической напрягающей оболочкой.
6.2.3 Световоды типа Рапба
6.3. Выводы к главе 6.
ЛИТЕРАТУРА


Нет сведений о том, в какой степени диоксид германия превращается в СеР. Опубликованы результаты исследований по влиянию температуры и усилия вытягивания кварцевого волокна на его прочностные свойства, однако такому существенному фактору, как длительность процесса пластической трансформации стекла заготовки не уделено должного внимания. А, ведь, в температурном диапазоне этого процесса С возможно образование микронеоднородностей изза ликвации, сегрегации и кристаллизации в областях кварцевого стекла, содержащих примесь. Влияние специфики этих явлений на механические свойства световодов не исследовано. Проведение научноисследовательских работ в этих направлениях позволит разработать технологию изгибоустойчивых ВС с оптическими и прочностными характеристиками, соответствующими требованиям, как оптической мобильной связи, так ВОГ для систем навигации. Рассмотрению этих актуальных проблем и посвящена настоящая диссертационная работа. Цель работы развитие физикохимических процессов МСТ метода получения фторсодержащих световодов из кварцевого стекла с последующей разработкой технологии изготовления изгибоустойчивых оптических волокон для оптической мобильной связи и волоконнооптических гироскопов. Исследование процесса легирования кварцевого стекла фтором и фтором совместно с диоксидом германия. Исследование физикохимического состояния примесей в кварцевом стекле и их влияния на механические свойства ВС. Разработка технологии изотропных и анизотропных одномодовых изгибоустойчивых световодов. Работа является новым комплексным исследованием процессов легирования и травления кварцевого стекла фтором, а также процессов совместного легирования кварцевого стекла фтором и диоксидом германия. Рассмотрено влияние специфики физикохимического состояния микропримесей в кварцевом стекле на прочность ВС. Установлено, что при малых концентрациях фторсодержащих реагентов в исходной парогазовой смеси как при осаждении стекла, так и в условиях высокотемпературного сжатия заготовки травление кварцевого стекла прекращается, а эффективность внедрения фтора в конденсированную фазу приближается к 1. Экспериментально установлено, что в МСУЭ процессе получения германосиликатного стекла образуются тонкодисперсные частицы из чистых диоксидов и Се, а не из раствора 8Ю2 0е. ПП фторгерманосиликатного стекла от условий синтеза, основанная на химическом равновесии компонентов газовой фазы в реакционной зоне с гонкодисперсными частицами оксидов кремния и германия. Исследована статистика распределения микронеоднородностей по размерам в кварцевых стеклах, полученных разными методами. Показано, что такие дефекты обусловлены локализованным состоянием примесей, присутствие которых инициирует явление ликвационного фазового распада. Распределение этих неоднорородностей на поверхности световодов определяет статистику их прочностных свойств. Повышение скорости вытягивания волокна снижает степень ликвационного фазового распада, увеличивает прочность ВС. Практическая значимость работы определяется разработкой V методов изготовления изгибоустойчивого одномодового изотропного и анизотропного оптического волокна для систем мобильной связи или интерферометрических датчиков. Экспериментальные исследования проводились на технологическом и метрологическом оборудовании Пермской научнопроизводственной приборостроительной компании. Основные результаты работы, представляющие практическую ценность, использованы в опытноконструкторской разработке ОКР по теме Прочность и в технологии изготовления анизотропных световодов типа . После внедрения научноисследовательских результатов в производство оптические потери образцов одномодовых световодов по теме Прочность снижены с 0,5 до 0,2 дБкм на длине волны 1, мкм. Изгибоустойчивая конструкция таких ВС обеспечила прирост затухания в них 0, дБ при диаметре изгиба волокна до 3 мм. Оптимизированы режимы вытяжки волокна, что обеспечило увеличение средней прочности ВС на . Оптические потери анизотропных ВС на рабочей длине волны 1, мкм уменьшены в среднем с 2,0 до 1,0 дБкм.