Одномодовый радиационно-стойкий сохраняющий поляризацию излучения световод

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано в волоконных линиях связи, а также при создании датчиков физических величин. Устройство содержит световедущую жилу из кварца или из кварца, легированного азотом, отражающую оболочку из кварца, легированного фтором, круглые нагружающие стержни из кварца, легированного бором, в оболочке из чистого кварца или из кварца, легированного фтором, и защитно-упрочняющее полимерное покрытие. Нагружающие стержни размещены на расстоянии от центра световедущей жилы до оболочки нагружающих стержней, равном или большем диаметра световедущей жилы. Технический результат - улучшение радиационной стойкости световода и исключение диффузии примесей, образующих радиационные центры окраски из нагружающих стержней в защитную оболочку. 1 ил.

 

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано в волоконных линиях связи, а также при создании волоконно-оптических гироскопов и других датчиков физических величин.

Известны волоконные световоды на основе кварцевого стекла, легированного германием [1]. Германий вводят в стекло сердцевины световода для повышения показателя преломления стекла и тем самым создают радиальный профиль показателя преломления с максимумом в сердцевине. Недостатком таких световодов является недостаточная радиационная стойкость германий-силикатного стекла.

Известны волоконные световоды, в которых сердцевина состоит из нелегированного кварцевого стекла, а в качестве оболочки используют кварцевое стекло с меньшим показателем преломления, например, легированное фтором [2]. Такие световоды более радиационно стойки. Их недостатком является депрессированная структура показателя преломления, которая делает световод чувствительным к микроизгибам и поэтому является источником дополнительных оптических потерь. Для минимизации таких потерь требуется создание в заготовках световодов относительно толстой оболочки из стекла, легированного фтором, что усложняет технологию изготовления заготовок. Их преимуществом является также отсутствие дорогостоящих легирующих элементов в составе кварцевого стекла.

Известны волоконные световоды на основе кварцевого стекла, легированного азотом[3]. Они сочетают в себе радиационную стойкость, близкую к световодам с чисто кварцевой сердцевиной и фтор-силикатной оболочкой, и структуру показателя преломления без депрессии, свойственную германий-силикатным волоконным световодам. Их преимуществом является также отсутствие дорогостоящих легирующих элементов в составе кварцевого стекла. Числовая апертура и связанный с этим положительный эффект, достигаемый при использовании таких световодов, тем больше, чем больше концентрация азота. В источнике[4] подробно рассмотрены технологические режимы, требуемые для обеспечения вхождения азота в кварцевое стекло до уровня, необходимого для обеспечения требуемой разности показателя преломления жилы и отражающей оболочки. Основным недостатком волокна является малая и нестабильная величина двулучепреломления в световедущей жиле и отражающей оболочке, что делает невозможным его применение в волоконно-оптических гироскопах и других датчиках физических величин.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой настоящим изобретением конструкции сохраняющего поляризацию излучения световода является конструкция одномодового, сохраняющего поляризацию излучения световода с большим линейным двулучепреломлением типа «Панда», рассмотренная в [5]. Одномодовый, сохраняющий поляризацию излучения световод типа «Панда», изготовленный по способу, рассмотренному в [5], содержит световедущую жилу из кварца, легированного германием (GeО2), отражающую оболочку из кварца, легированного фтором F, круглые нагружающие стержни из кварца, легированного бором (В2O3), без круговой оболочки из кварцевого стекла. Основным недостатком известной конструкции одномодового волоконного, сохраняющего поляризацию излучения световода типа «Панда», рассмотренным в [5], является недостаточная радиационная стойкость германий-силикатного стекла, материала световедущей жилы. Материал нагружающих стержней, кварц, легированный бором (В2О3), первым переходит из твердой фазы в жидкую фазу, т.к. температура плавления кварца, легированного бором (В2О3), ниже температуры плавления чистого кварца, и заполняет соседние полости, пузыри, что искажает форму и размеры нагружающих стержней, что ухудшает прочностные и поляризационные характеристики световода. Требования к реагенту (ВВr3), используемому для формирования структуры нагружающих стержней, к содержанию примесей обычно занижены как к материалу, не используемому для формирования световедущей жилы и отражающей оболочки. Поэтому кварц, легированный бором (В2O3), может содержать примеси, которые образуют радиационные центры окраски, поглощающие свет, распространяющийся по световоду при воздействии на них ядерного и/или ионизирующего излучения, неконтролируемо увеличивают оптические потери в световоде вплоть до утраты прозрачности световода.

Задачей настоящего изобретения является улучшение оптических анизотропных характеристик с сохранением радиационной стойкости одномодового, сохраняющего поляризацию излучения волоконного световода. Другой задачей настоящего изобретения является исключение диффузии примесей, образующих радиационные центры окраски из нагружающих стержней кварца, легированного бором (В2О3), в защитную оболочку из кварца.

Указанные задачи решаются тем, что применяют световедущую жилу из кварца или из кварца, легированного фтором или азотом, отражающую оболочку из кварца, легированного фтором, нагружающие стержни из кварца, легированного бором (В2О3), в круговой оболочке из чистого кварца или из кварца легированного фтором (F), и размещением их на расстоянии от центра световедущей жилы до оболочки нагружающих стержней, равном или большем диаметра световедущей жилы. Круговая оболочка боросиликатных нагружающих стержней из чистого кварца или из кварца, легированного фтором, имеет температуру плавления, равную или близкую к температуре плавления чистого кварца, и вязкость расплавленной массы оболочки нагружающих стержней больше вязкости расплавленной массы материала нагружающих стержней из кварца, легированного бором (В2О3), что препятствует его растеканию в процессах сплавления заготовки с нагружающими стержнями и вытяжки из нее оптического волокна и оптимизирует процесс сплавления материала оболочки нагружающих стержней с материалом защитной кварцевой оболочки.

Сущность изобретения поясняется чертежом. На Фиг. показан поперечный разрез сохраняющего поляризацию излучения световода типа «Панда»,

1 - световедущая жила диаметром Dж, 2 - отражающая оболочка световедущей жилы, диаметром Doo, 3 - боросиликатные нагружающие стержни диаметром dc, 4 - круговые оболочки нагружающих стержней диаметром doc, 5 - защитная кварцевая оболочка диаметром Dв

L≥ Dж

где L- расстояние от границы световедущей жилы 1 до границы круговой оболочки нагружающего стержня 4.

Таким образом одномодовый волоконный радиационно-стойкий световод, сохраняющий поляризацию излучения, со световедущей жилой из кварца, отражающей оболочкой кварца, легированного фтором, в круговой оболочке из чистого кварца или из кварца, легированного фтором, и нагружающие стержни из кварца, легированного бором, в круговой оболочке из чистого кварца или из кварца, легированного фтором:

- сохраняет поляризацию передаваемого излучения;

- стоек к ядерному и ионизирующему излучению.

Исключение из легирующих компонентов, формирующих показатель преломления световедущей жилы, германия (GеO2) позволило добиться не только увеличения стойкости к ядерному и ионизирующему излучению с сохранением поляризации излучения световода, но и сократить количество применяемых для формирования структуры световода особочистых реагентов. В одном из вариантов, при условии применения готовых нагружающих стержней, структура световода может формироваться двумя реагентами - фтором (F) и кремнием (SiO2), что уменьшает вероятность занесения примесей, образующих радиационные центры окраски. Датчики, изготовленные с использованием этого световода, не требуют специальных мер защиты от радиационного и ионизирующего излучения.

Литература

1. Оптические системы связи / Дж.Гауэр, Перевод с английского под ред. Ларкина А.И. - М.: Радио и связь, 1989, с.98.

2. Бирюков А.С., Голант К.М., Дианов Е.М., Коропов А.В., Шаханов А.В. Высокочистые вещества, N 1, 1992, с.19.

3. V.A.Bogatyrjov, Е.М.Dianov, К.М.Golant, R.R.Khrapko, A.S.Kurkov, Silica fibers with silicon oxynitride core fabricated by plasmachemical technology, OFC'95, San Diego, California, Technical Digest, vol.8, p.266.

4. Голант K.M., Дианов E.M., Храпко P.P. «Способ изготовления заготовок на основе кварцевого стекла» Патент РФ №2112756, заявка №97109601/28, 05.06.1997.

5. А.И.Зуев, А.В.Белащенко, В.К.Варнаков, А.Н.Силин «Способ изготовления одномодового волоконного световода, сохраняющего поляризацию излучения» Патент РФ №2252197, заявка №2003134317/28.

Одномодовый волоконный радиационно-стойкий световод, сохраняющий поляризацию излучения, содержащий световедущую жилу из кварца или из кварца, легированного азотом, отражающую оболочку из кварца, легированного фтором, круглые нагружающие стержни из кварца, легированного бором, в оболочке из чистого кварца или из кварца, легированного фтором, и защитно-упрочняющее полимерное покрытие, отличающийся тем, что нагружающие стержни из кварца, легированного бором, в оболочке из чистого кварца или из кварца, легированного фтором, размещены на расстоянии от центра световедущей жилы до оболочки нагружающих стержней, равном или большем диаметра световедущей жилы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам задней подсветки жидкокристаллических дисплеев. Согласно первому варианту устройства узел задней подсветки включает в себя волновод с множеством светодиодов, расположенных в полостях в задней поверхности в центральной области волновода.

Изобретение относится к области светотехники. Техническим результатом является улучшение эффективности освещения портативных осветительных устройств.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для создания распределительных систем измерения температуры и деформации. Бриллюэновская система для отслеживания температуры и деформации содержит одно- или двухстороннее волокно с множеством волоконных брэгговских решеток (ВБР) на разных длинах волн и лазерную систему с задающей накачкой, настраиваемую в диапазоне существенно большем, чем бриллюэновский сдвиг.

Низкопрофильная линза с боковым излучением для светодиодного кристалла имеет две связки различных волноводов, продолжающихся радиально от центральной светоизлучающей линзы.

Изобретение относится к области оптоволоконной связи, в частности к волокну, имеющему значительно сниженные потери на изгибе. .

Изобретение относится к области оптической связи. .

Изобретение относится к области оптоволоконной связи. .

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано в волоконно-оптических гироскопах и других датчиках физических величин, а также в волоконных линиях связи и мощных волоконных технологических лазерах.

Изобретение относится к оптоволоконной технике и может быть использовано в оптических усилителях, лазерах, спектральных фильтрах и телекоммуникационных сетях. .

Изобретение относится к области защищенных документов, таких как банкноты, паспорта и кредитные карты. Защищенный документ содержит непрозрачную подложку, оптический волновод, расположенный на подложке и/или в ней и по меньшей мере один ответвитель для введения света в волновод или выведения света из волновода. При этом ответвитель содержит по меньшей мере одно отверстие, проходящее сквозь волновод и сквозь всю непрозрачную подложку. Заявленный защитный документ обеспечивает повышение степени защиты от подделки. 14 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области лазерной техники, в частности к устройствам для передачи лазерного излучения. Устройство содержит полый наносветовод, сердцевина которого заполнена водой или водным раствором с показателем преломления, большим показателя преломления оболочки. На торцах наносветовода расположены прозрачные окошки, а на внутреннюю поверхность оболочки наносветовода нанесено покрытие, содержащее углеродные нанотрубки. Технический результат - обеспечение передачи мощного лазерного излучения. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к коллиматорам, которые могут быть использованы для освещения жидкокристаллических экранов. Коллиматор выполнен в виде клиновидного оптического волновода, который имеет первый конец, второй конец, противолежащий первому концу. Причём первый конец тоньше второго конца. Также коллиматор содержит видимую поверхность, проходящую, по меньшей мере, частично между первым концом и вторым концом, и заднюю поверхность, противолежащую видимой поверхности. Видимая поверхность содержит первый критический угол внутреннего отражения, и задняя поверхность конфигурируется, чтобы являться отражательной под первым критическим углом внутреннего отражения. Кроме того, на втором конце оптического волновода размещен концевой отражатель, который содержит структуру многогранной (фасетчатой) линзы. Технический результат заключается в уменьшении габаритных размеров коллиматора. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к одномодовым оптическим волокнам с низкими изгибными потерями. Оптическое волокно включает в себя центральную область стеклянной сердцевины, имеющую максимальное приращение Δ1макс показателя преломления в процентах. Первая внутренняя кольцевая область окружает сердцевину и имеет приращение Δ2 показателя преломления в процентах. Кольцевая область с понижением окружает внутреннюю кольцевую область и имеет приращение Δ3. Третья кольцевая область окружает кольцевую область с понижением и имеет приращение Δ4 показателя преломления в процентах. При этом Δ1макс>Δ4>Δ2>Δ3. Разность между Δ4 и Δ2 превышает 0,01, а объем |V3| профиля составляет, по меньшей мере, 60%Δ мкм2. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к области волоконных световодов, стойких к воздействию ядерного и/или ионизирующего излучения. Волоконный световод получают методом химического осаждения кварцевого стекла из смеси исходных газообразных реагентов. Световод имеет сердцевину из нелегированного кварцевого стекла с малым содержанием хлора в стекле сердцевины за счет значительного избытка кислорода O2 над тетрахлоридом кремния SiCl4 при изготовлении. Технический результат - обеспечение повышенной радиационной стойкости световода в ближнем ИК-диапазоне за счет подавления радиационно-наведенного поглощения света. 5 н. и 27 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области сварки оптических волокон. Картридж для устройства сварки оптических волокон содержит основание в виде позиционируемой на рабочей поверхности пластины прямоугольной формы в плане, на лицевой поверхности которой по краям одних противоположно лежащих сторон расположены выступающие вверх призматической формы блоки с гнездами для закрепления стержневых электродов, выставленных соосно заостренными концами навстречу друг другу над центральной частью пластины между блоками. Стержневые электроды на других концах выполнены с узлами подсоединения к источнику питания для формирования дуговой сварки. В центральной части пластины закреплена рабочая площадка с гнездами в виде соосных каналов, расположенных вдоль оси, перпендикулярной оси, проходящей через стержневые электроды с пересечением последней в зоне дуговой сварки для позиционирования подлежащих свариванию концов оптических волокон в зоне дуговой сварки. Рабочая площадка выполнена с двумя разнесенными на расстоянии друг от друга направляющими, на которых сформированы указанные V-образной формы каналы, уложенные в ответные канавки, выполненные с тыльной стороны пластины в призматической формы блоках со сквозными отверстиями для установки стержневых электродов, оснащенных узлами их перемещения вдоль этих отверстий для регулирования положения их заостренных концов по отношению друг к другу и к оси, проходящей через соосные проточки. В каждом призматической формы блоке выполнено сквозное отверстие для размещения стаканообразного элемента с элементом фиксации стержневого электрода. Технический результат - упрощение конструкции, повышение ее эффективности и удобства пользования. 4 ил.

Изобретение относится к устройству удаления оболочки оптического волокна. В устройстве (11) удаления оболочки оптического волокна для вытягивания стеклянного волокна (1а) из покрытия (1b) путем разрезания покрытия (1b) в части (31) для удаления оболочки и перемещения части (13) для удержания оптического волокна в сторону от основного блока (12) устройства удаления оболочки в нагретом состоянии часть (31) для удаления оболочки выполнена с опорным элементом (43) нагревателя, на котором установлен нагреватель (42), опорный элемент (43) нагревателя размещен в углубленной приемной части, образованной в корпусе (12а), теплоизолирующий промежуток (55) образован между углубленной приемной частью (51) и опорным элементом (43) нагревателя, боковая поверхность опорного элемента (43) нагревателя и внутренняя поверхность боковой стенки (51b) углубленной приемной части (51) входят в контакт друг с другом посредством бокового ребра (61), выполненного на опорном элементе (43) нагревателя, Технический результат - обеспечение возможности удаления покрытия без проникновения воды и с меньшим тяговым усилием, которое требуется для удаления покрытия. 3 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к осветительному устройству, содержащему волновод. Устройство содержит волноводный элемент с первой и второй наружной поверхностями и границей волновода. Источник излучения на светодиодах с опциональным коллимационным оптическим элементом предназначен для ввода излучения в волноводный элемент через границу волновода. Первая наружная поверхность содержит структуры для вывода излучения из волноводного элемента через вторую наружную поверхность. Устройство содержит полость с отражателем для отражения излучения в полости в направлении в сторону от второй наружной поверхности. Технический результат - обеспечение компактного и тонкого осветительного устройства, которое можно подвесить к потолку, и обеспечение освещения с потолка, с помощью излучения света вверх, и освещение конкретной области с помощью излучения света вниз. 14 з.п. ф-лы, 27 ил.

Изобретение относится к осветительным устройствам. В светоизлучающем устройстве источник света имеет узкое или ограниченное распределение интенсивности света. Устройство скомпоновано так, что свет от источника выводится с более широким пространственным распределением интенсивности света через периферийную поверхность на участке вывода света в виде воронки. Светоизлучающее устройство дополнительно содержит участок смешивания света, излучаемого из источника. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к одномодовым оптическим волокнам, имеющим низкий коэффициент затухания. Оптическое волноводное волокно включает сердцевину и оболочку. Сердцевина включает в себя альфа-профиль, где альфа (α) больше 2,5 и меньше 3,0. Сердцевина и оболочка обеспечивают волокно с коэффициентом затухания менее 0,331 дБ/км на длине волны 1310 нм, коэффициентом затухания менее 0,328 дБ/км на длине волны 1383 нм, коэффициентом затухания менее 0,270 дБ/км на длине волны 1410 нм и коэффициентом затухания менее 0,190 дБ/км на длине волны 1550 нм. Также обеспечен способ изготовления оптического волокна. Технический результат - снижение коэффициента затухания и потерь на изгибе. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 8 ил., 5 табл.

Изобретение относится к области волоконной оптики и может быть использовано в волоконных линиях связи, а также при создании датчиков физических величин. Устройство содержит световедущую жилу из кварца или из кварца, легированного азотом, отражающую оболочку из кварца, легированного фтором, круглые нагружающие стержни из кварца, легированного бором, в оболочке из чистого кварца или из кварца, легированного фтором, и защитно-упрочняющее полимерное покрытие. Нагружающие стержни размещены на расстоянии от центра световедущей жилы до оболочки нагружающих стержней, равном или большем диаметра световедущей жилы. Технический результат - улучшение радиационной стойкости световода и исключение диффузии примесей, образующих радиационные центры окраски из нагружающих стержней в защитную оболочку. 1 ил.

Наверх