СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОДНОМОДОВОГО ВОЛОКОННОГО СВЕТОВОДА, СОХРАНЯЮЩЕГО ПОЛЯРИЗАЦИЮ ИЗЛУЧЕНИЯ Российский патент 2005 года по МПК C03B37/12 G02B6/17 

Изобретение относится к области волоконной техники и может быть использовано для изготовления волоконных световодов, сохраняющих состояние поляризации излучения, которые могут найти широкое применение в датчиках физических величин и волоконных линиях связи.

Наиболее близким из известных к предлагаемому является способ получения одномодового волоконного световода путем выполнения пазов на наружной поверхности цилиндрической заготовки вдоль ее на глубину 1-2 мм, последующего сплавления кварцевой трубы с заготовкой и травления в травильном растворе, в котором отверстия внутри заготовки растравливают до необходимого диаметра (см. RU №2043313, С 03 В 37/00, 1995).

Недостатками известного способа являются:

- большая вероятность заплавления пазов глубиной 1-2 мм в процессе сплавления заготовки с кварцевой трубой;

- возникновение раковин на поверхности кварцевого стекла в процессе растравливания отверстий в растворе плавиковой кислоты;

- большая вероятность растрескивания заготовки со вставленными боросиликатными стержнями при сплавлении на тепломеханическом станке;

- наличие внешнего слоя кварцевого стекла на боросиликатных стержнях, ухудшающего поляризационные характеристики волоконного световода.

Задача изобретения - улучшение технических характеристик одномодовых волоконных световодов, сохраняющих поляризацию излучения и снижение трудоемкости процесса изготовления световодов.

Указанная задача достигается тем, что в способе получения одномодового волоконного световода, сохраняющего поляризацию излучения, включающем выполнение продольных пазов на наружной поверхности цилиндрической заготовки, имеющей центральную световедущую жилу с отражающей оболочкой, покрытой защитной оболочкой, образованной кварцевой трубой, последующее помещение указанной заготовки в кварцевую трубу, сплавление кварцевой трубы с указанной заготовкой с образованием продольных отверстий из указанных пазов, полировку указанных отверстий, размещение в указанных отверстиях боросиликатных стержней и вытяжку волоконного световода из заготовки с размещенными в указанных отверстиях боросиликатными стержнями, указанные пазы выполняют на глубину 3-5 мм, в качестве боросиликатных стержней используют стержни из кварцевого стекла, легированного бором, без внешнего слоя кварцевого стекла, а в процессе вытяжки полученной заготовки с размещенными в указанных отверстиях боросиликатными стержнями осуществляют сплавление боросиликатных стержней с заготовкой.

На фиг.1-5 показана последовательность технологических операций получения отверстий круглой формы в заготовке одномодового волоконного световода.

На фиг.6 показано поперечное сечение боросиликатного стержня, который обычно используется в прототипе.

На фиг.7 показано поперечное сечение боросиликатного стержня, предлагаемого к использованию.

Патентуемый способ осуществляется следующим образом.

В исходной заготовке для изотропного одномодового волоконного световода 1, имеющей центральную световедущую жилу 2, с отражающей оболочкой 3, покрытой защитной оболочкой, образованной кварцевой трубой, с двух диаметрально противоположных сторон прорезают продольные пазы 4 полукруглой формы на глубину, например, 4,0 мм. Затем указанную заготовку помещают внутрь кварцевой трубы 5 и сплавляют с ней с образованием продольных отверстий из указанных пазов. В полученной заготовке 6 на специальном устройстве производят полировку образованных отверстий 7.

Описанным способом были изготовлены отверстия в заготовках, получаемых MCVD-методом. Используются исходные заготовки длиной 300 мм, световедущей жилой из кварцевого стекла, легированного германием, диаметром 1,0 мм, отражающей оболочкой из кварцевого стекла, легированного фтором и фосфором, диаметром 2,0 мм, и внешней защитной оболочкой, образованной опорной кварцевой трубой, диаметром 12,0 мм.

В указанной заготовке на шлифовальном станке с помощью шлифовального круга с рабочей поверхностью полукруглой формы, имеющей радиус кривизны 2,0 мм, с двух диаметрально противоположных сторон прорезают пазы на глубину 4,0 мм, после чего ее помещают внутрь кварцевой трубы, имеющей толщину стенки 5,0 мм, и сплавляют с ней на тепломеханическом станке. После этого на специальном устройстве производится процесс полировки образованных отверстий.

Боросиликатные стержни изготавливаются также MCVD-методом и состоят первоначально из кварцевого стекла 8, легированного, например, бором, диаметром 7,0 мм и внешнего слоя кварцевого стекла 9 диаметром 10,0 мм (см. фиг.6). Затем на специальном устройстве производится процесс сошлифовывания внешнего слоя кварцевого стекла и, таким образом, получается боросиликатный стержень 8 диаметром 6,0 мм (см. фиг.7).

После этого в указанные отверстия 7, полученной заготовки 6 одномодового волоконного световода, диаметром 6,5 мм вставляют боросиликатные стержни 8 без внешнего слоя кварцевого стекла диаметром 6,0 мм.

Указанную заготовку 6 со вставленными боросиликатными стержнями 8 вытягивают на установке вытяжки в волоконный световод с одновременным сплавлением.

Данным способом были изготовлены одномодовые волоконные световоды, сохраняющие поляризацию излучения со следующими характеристиками:

- затухание: α=3,0 дБ/км;

- длина поляризационных биений: L_p=1,5 мм;

- коэффициент межмодовой поляризационной связи: h=(2-5) Z·10^-5 1/м;

- длина волоконного световода: L=10 км.

Изобретение относится к области волоконной техники и может быть использовано для изготовления волоконных световодов, сохраняющих состояние поляризации излучения, применяющихся в датчиках физических величин и волоконных линиях связи. Для получения одномодового волоконного световода выполняют продольные пазы на глубину 3-5 мм на наружной поверхности цилиндрической заготовки, имеющей центральную световедущую жилу с отражающей оболочкой, покрытой защитной оболочкой, образованной кварцевой трубой. Помещают указанную заготовку в кварцевую трубу, сплавляют кварцевую трубу с указанной заготовкой с образованием продольных отверстий из указанных пазов, полируют указанные отверстия. Размещают в отверстиях стержни из легированного бором кварцевого стекла и осуществляют вытяжку полученной заготовки с размещенными в указанных отверстиях боросиликатными стержнями, в процессе которой осуществляют сплавление боросиликатных стержней с заготовкой. 7 ил.

Способ получения одномодового волоконного световода, сохраняющего поляризацию излучения, включающий выполнение продольных пазов на наружной поверхности цилиндрической заготовки, имеющей центральную световедущую жилу с отражающей оболочкой, покрытой защитной оболочкой, образованной кварцевой трубой, последующее помещение указанной заготовки в кварцевую трубу, сплавление кварцевой трубы с указанной заготовкой с образованием продольных отверстий из указанных пазов, размещение в указанных отверстиях боросиликатных стержней и вытяжку полученной заготовки с размещенными в указанных отверстиях боросиликатными стержнями, отличающийся тем, что указанные пазы выполняют на глубину 3-5 мм, в качестве боросиликатных стержней используются стержни из кварцевого стекла, легированного бором без внешнего слоя кварцевого стекла, а в процессе вытяжки полученной заготовки с размещенными в указанных отверстиях боросиликатными стержнями осуществляют сплавление боросиликатных стержней с заготовкой.