Оптическое волокно

 

Изобретение относится к производству оптического стекла, а именно к многокомпонентным стеклам для получения волоконно-оптических элементов со ступенчатым (резким) распределением показателя преломления, которые могут быть использованы во внутриобъектовых системах оптической связи. Цель - повышение светопропускания и уменьшение температуры варки. Оптическое волокно включает стекло для жилы следующего состава, мас.%: SiO₂ 37,0-48,2; CaO 0,3-3,8; ZnO 8,3-16,6; BaO0,9-15,7; Li₂O 0,1-1,2; Na₂O 4,9-6,3; K₂O 7,4-9,6; As₂O₃ или CeO₂ 0,3-0,5 и по крайней мере один оксид из группы TiO₂, GeO₂, PbO, Nb₂O₅ 8,7-26,8 а стекло для оболочки содержит, мас.%: SiO₂ 56,8-61,7; B₂O₃ 14,4-17,3 MgO 6,5-8,3; Li₂O 0,1-1,5; Na₂O 6,1-7,5; K₂O 9,3-11,3; As₂O₃ или CeO₂ 0,3-0,5, температура варки (1250-1320) ± 20°С, показатель преломления стекла жилы, 1,577-1,634, стекла оболочки 1,517-1,523. 2 табл.

Изобретение относится к производству оптического стекла, а именно к многокомпонентным стеклам для получения волоконно-оптических элементов со ступенчатым (резким) распределением показателя преломления, которые могут быть использованы во внутриобъектовых системах оптической связи. Цель изобретения повышение светопропускания и снижение температуры варки. Стекла для сердцевины и оболочки содержат равные суммарные мольные концентрации щелочных оксидов (15%) при одинаковом соотношении мольной концентрации одного щелочного оксида к их сумме. Конкретные составы стекол приведены в табл. 1. Стекла получают из однородных смесей (шихт) компонентов с применением особо чистых реактивов, с содержанием железа не более 2˙10^-6 мас. и других переходных металлов (Сu, Mn, Cr, V, Ni, Co) не более 2˙10^-7 мас. Смеси шихтовых компонентов (массой 1,0-3,0 кг) готовят в стерильном боксе в условиях класса чистоты 100. Варку стекол ведут при температуре 1250-1320^оС в размещенном в электропечи тигле (емкостью 1-2 л), выполненном из особо чистого безводного кварцевого стекла в условиях того же класса чистоты. Подачу смеси шихтных компонентов в разогретый до указанной температуры тигель осуществляют порциями (массой 150-200 г), подаваемыми из герметичного контейнера в тигель с помощью соответствующего дозирующего клапана. После плавления всей приготовленной смеси в тигле в течение 1,5-3 ч производят барботирование расплава сжатым газом (кислородом), предварительно поместив в расплав трубу, присоединенную гибким шлангом к баллону или системе подачи сжатого газа. Затем (после барботажа в течение 4-8 ч проводят осветление стекломассы, после чего температуру расплава снижают до температуры выработки, в частности, вытягивания штабиков вертикально вверх непосредственно с поверхности стекломассы. В дальнейшем полученные штабики стекол для сердцевины и оболочки расплавляют соответственно во внутреннем и внешнем тиглях, заканчивающихся коаксиальными фильерами, и вытягивают оптическое волокно. Вытянутое оптическое волокно характеризуется бездефектной (четкой) границей раздела, а также высоким светопропусканием. Свойства стекол приведены в табл. 2. Составы стекол имеют пониженную температуру варки (1250-1320^оС), низкую кристаллизационную способность, а полученные из них оптические волокна характеризуются повышенным светопропусканием (затухание света в них на длине волны излучения λ= 800 нм составляет 15-20 Дб/км). Оптическое волокно из указанных стекол характеризуется повышенной номинальной числовой апертурой (Na0,41-0,55) и хорошей прочностью и радиационностойкостью.

Формула изобретения

ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО, выполненное из стеклянной жилы, включающей SiO₂, CaO, ZnO, BaO, Li₂O, Na₂O, K₂O, и стеклянной оболочкой, включающей SiO₂, B₂O₃, MgO, Li₂O, Na₂O, K₂O, отличающееся тем, что, с целью повышения светопропускания и уменьшения температуры варки, стекло жилы дополнительно содержит As₂O₃ или CeO₂ и по крайней мере один оксид из группы TiO₂, GeO₂, PbO, Nb₂O₅ и имеет состав, мас. SiO₂ 37,0 48,2 CaO 0,3 3,8 ZnO 8,3 16,6 BaO 0,9 15,7 Li₂O 0,1 1,2 Na₂O 4,9 6,3 K₂O 7,4 9,6 As₂O₃ или CeO₂ 0,3 0,5 По крайней мере один оксид из группы TiO₂, GeO₂, PbO, NbO₅ 8,7 26,8,
а стекло оболочки дополнительно содержит A₂O₃ или CeO₂ и имеет состав, мас. SiO₂ 56,8 61,7
B₂O₃ 14,4 17,3
MgO 6,5 8,3
Li₂O 0,1 1,5
Na₂O 6,1 7,5
K₂O 9,3 11,3
As₂O₃ или CeO₂ 0,3 0,5

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3