Студопедия — Технология изготовления оптического волокна
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Технология изготовления оптического волокна






Оптические волноводы для коммуникационных линий – это очень протяженные, по сравнению с их диаметрами, диэлектрические структуры, по которым может распространяться световая волна в видимой или инфракрасной областях спектра с очень малыми световыми потерями. Реальные оптические волноводы, используемые в оптических линиях связи, представляют собой гибкие волокна композитных диэлектриков. Поперечное сечение таких волоконных световодов имеет размеры, сравнимые с диаметром человеческого волоса и состоит из трех основных областей. Центральная область – сердцевина – окружена оболочкой, которая, в свою очередь, окружена защитным покрытием (рис.1). Защитное покрытие должно обеспечить помимо высокой прочности волокна (буферное покрытие, Kevlar) еще и минимальные световые потери.

Оптическое волокно изготавливается из сверхчистого SiO2 с добавками GeO2 в центральной области сердцевины, которые контролируемо вводятся в исходный кварцевый материал для целенаправленного измерения профиля показателя преломления по сечению нити. Реальный диаметр оптического волокна показан на рис.2

рис.2. Размеры оптических волокон.

Стандартная последовательность технологического процесса производства оптических волокон включает в себя следующие этапы: изготовление заготовки сердцевины волокна, наращивание оболочки, собственно процесс вытяжки оптической нити с последующем контролем качества.

Заготовка сердцевины определяет свойства и эксплуатационные характеристики волокон и поэтому является его наиболее важной частью. К наиболее известным процессам изготовления сердцевины относятся методы VAD и OVD.

Метод осевого парофазного осаждения (VAD) представляет собой химический процесс гидролиза в пламени (гидролиз – обменная реакция между веществом и водой), при котором в результате реакции в паровой фазе формируются наночастицы стекла, представляющие собой оксиды. Частицы (SiO2, GeO2) осаждаются в осевом направлении, на вращающемся кварцевом стержне путем термофорезного осаждения (термофорез – направленное движение наночастиц вещества в случае градиента температуры в среде).

Пористая заготовка затем спекается (дегидратируется и остекловывается), а затем вытягивается в стержень, готовый к наращиванию оболочки. Формирование пламени и химические реакции происходят в ламинарном потоке чистого воздуха. Это дает возможность получать очень точное и воспроизводимое осаждение оксидов. Большая камера с принудительным потоком воздуха успешно используется для производства оптических волоком при высокой скорости осаждения материалов (рис.3).

Метод наружного парофазного осаждения (OVD), как и метод VAD, представляет собой процесс гидролиза в пламени. В отличие от метода VAD, в котором традиционно применяются кварцевые горелки для проведения процесса, в методе OVD используются металлические горелки. Технологическая замена практически не оказывает отрицательного воздействия на качество оптического волокна, хотя содержание воды в волокне оказывается несколько большим, но метод OVD характеризуется более высокими скоростями осаждения оксидов.

рис.3. Установка формирования сердцевины оптического волокна по технологии VAD.

Стоимость оболочки составляет существенную часть стоимости волокна. Широко распространены следующие методы создания оболочки: OVD Clad (метод наружного парофазного осаждения), APVD Plasma (усовершенствованный плазменный метод химического парофазного осаждения) и др.

рис.4. а) – горизонтальный двухшпиндельный станок для наложения оптической оболочки методом OVD. б) – вертикальный стонок для наложения оптической оболочки методом OVD.

Метод наружного парофазного осаждения (OVD) оболочки представляет собой процесс гидролиза в пламени, заключающийся в осаждении частиц мелкодисперсного порошка двуокиси кремния SiO2 на стержне сердцевины и спекания порошка для получения сплошной стеклянной заготовки. Это самый распространенный метод наложения оболочки.

Методы RIC/RIT «стержень в трубе» и «стержень в цилиндре» (стержень отличается от оболочки показателем преломления) представляют собой простейший процесс создания оболочки, который заключается во введении стержня для изготовления сердцевины внутри трубки из материала высокой чистоты. Процесс введения стержня в трубку осуществляется на отельном горизонтальном или вертикальном станке, но более распространен способ введения стержня в трубку непосредственно в башне для вытяжки волокна. Стержень для изготовления сердцевины вставляется внутрь трубки или цилиндра, после чего происходит непосредственная вытяжка волокон (рис.5).

Усовершенствование технологии привело к использованию цилиндров диаметром от 120 мм до 200 мм и длиной до 3 м. Компания Silitec Fibers разработала универсальную и эффективную технологию (Sand) наложения оболочки оптического волокна. Этот процесс заключается в том, что кварцевый песок плавиться вокруг стержня для изготовления оболочки стержня для последующего вытягивания нитей оптического волокна (рис.6).

рис.5. Печь для вытяжки волокна из заготовки.

В настоящее время производство оптоволокна достигает до 70 млн км в год, каждую минуту в мировых телекоммуникационных сетях прокладывается свыше 100 км оптического волокна. Существующие технологии позволяют изготавливать оптические волокна с минимальным затуханием светового потока вплоть до 0.18 дб/км в диапазоне 1550 нм, что близко к теоретическому показателю для кварца.

 

рис.6. Создание заготовки для вытяжки оптоволоконной нити по технологии Sand.







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 2439. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Функция спроса населения на данный товар Функция спроса населения на данный товар: Qd=7-Р. Функция предложения: Qs= -5+2Р,где...

Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Репродуктивное здоровье, как составляющая часть здоровья человека и общества   Репродуктивное здоровье – это состояние полного физического, умственного и социального благополучия при отсутствии заболеваний репродуктивной системы на всех этапах жизни человека...

Случайной величины Плотностью распределения вероятностей непрерывной случайной величины Х называют функцию f(x) – первую производную от функции распределения F(x): Понятие плотность распределения вероятностей случайной величины Х для дискретной величины неприменима...

Схема рефлекторной дуги условного слюноотделительного рефлекса При неоднократном сочетании действия предупреждающего сигнала и безусловного пищевого раздражителя формируются...

Сравнительно-исторический метод в языкознании сравнительно-исторический метод в языкознании является одним из основных и представляет собой совокупность приёмов...

Концептуальные модели труда учителя В отечественной литературе существует несколько подходов к пониманию профессиональной деятельности учителя, которые, дополняя друг друга, расширяют психологическое представление об эффективности профессионального труда учителя...

Конституционно-правовые нормы, их особенности и виды Характеристика отрасли права немыслима без уяснения особенностей составляющих ее норм...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия