Способ получения гибкого полого световода Советский патент 1992 года по МПК G02B6/00 

Изобретение относится к способам получения гибких полых световодов для передачи излучателя и может использоваться при передаче лазерного излучения в технологических, медицинских и научных применениях.

Известен способ получения гибких полых световодов 1 и 2, по которому на поверхность основы, например, из полимерного стержня или алюминиевой трубки с полированной внешней поверхностью вакуумным напылением наносится сплошной диэлектрический или металлический слой, обеспечивающий высокое свето- отражение. Затем вакуумным напылением или гальваническим способом формируется один или несколько металлических слоев, играющих роль конструкционной опоры. После образования такой многослойной структуры основа удаляется-; алюминиевая трубка растворяется прокачкой горячей щелочи, а в случае полимерного стержня он подвергается растяжению при нагреве, его поперечные размеры уменьшаются, а стержень извлекается из образованного световода. При поперечных размерах световода менее 2 мм он проявляет гибкость.

Однако световоды, полученные по описанному способу, имеют существенный недостаток: при изгибах под действием растягивающих напряжений в тонких светоотражающих слоях возникают силу направленные по радиусу изгиба этих слоев, а отрывом этих слоев при многократных изгибах ограничивается срок службы световодов,

Целью изобретения является предотвращение отслаивания светоотражающих слоев и увеличение стойкости световодов при многократных изгибах.

Данная цель достигается тем, что на поверхности светоотражающих слоеь формируются узкие разрезы, приводящие к снижению отрывающих усилий, предотвращающих отслаивание и обеспечивающих увеличение стойкости световодов.

Разрезы на отражающих слоя;: могут формироваться различными спосоэами и иметь различную конфигурацию. В зависимости от их расположения, ширины и конфигурации изменяются два фактора Первый - величины растягивающего и отрывающего усилий. Оценки показывают, что при изгибе трубки внутренним диг метром 1,5 мм, на угол 90 v при радиусе изгиба 200

(Л

С

4 XJ

О Ю

СО

О

мм в случае формирования кольчатой структуры светоотражающих слоев с шириной кольца 10 мм открывающее усилие уменьшается в несколько раз. Второй фактор - это суммарная поверхность образованных в местах разрезов слабоотражающих участков, что, с учетом их перекрытия с площадью отражающих луч участков поверхности, приводит к уменьшению светопередачи световода.

На фиг. 1 показана схема светоотражающего слоя по примеру 1, разрез; на фиг. 2 - то же по примеру 2.

П р и м е р 1. На полированную поверхность круглого стержня из полистирола наматывается медная проволочка диаметром 0,1 мм с шагом 10 мм, На стержень при его осевом вращении вакуумным напылением наносится светоотражающий слой германия толщиной 0,45 мкм. Намотанная проволочка наматывается со стержня и вакуумным напылением наносятся слой никеля толщиной 0,3 мкм и слой меди толщиной 0,3 мкм. Затем заготовка выносится из вакуума и на нее наращивается гальванически конструкционный слой меди до толщины 150 мкм. После этого заготовку длиной 510 мм нагревают до-120-150°С; основу из полистирола растягивают (до 10% по длине), охлаждают на воздухе и вытаскивают из трубки.

П р и м е р 2. Осаждение отражающего слоя селенида цинка ZnSe толщиной 0,7 мкм производится вакуумным напылением на полированную поверхность алюминиевой трубочки/1,0 мм и толщиной стенок 0,1 мм. Напыление производится через проволочную маску с рядом поперечных медных нитей . О,б мм и с шагом 10.0 мм при осевом вращении трубочки. Затем маска убирается и осаждается слой никеля толщиной 0,2 мкм. Этот слой далее гальванически наращивается до толщины 3 мкм, а затем на него гальванически осаждается медь толщиной 150 мкм. После этого через алюминиевую трубку пропускается раствор NaOH при температуре 60-80°С, освобождающий световод от алюминия. Формирование разреза в светоотражающих слоях световодов приводит к значительному снижению отслаивающих сил, возникающих при изгибах. Это

приводит к увеличению стойкости световодов, получаемых по предлагаемому методу, при многократных изгибах. Так, световод с разрезами отражающего слоя германия (ширина разреза 0,1 мм, шаг 10,0 мм) при

диаметре 1,5 мм сохраняет светопередачу на уровне 90% от первоначальной энергии после 1000 обратимых изгибов на 90° с радиусом изгиба 200 мм, тогда как в аналогичном световоде без разрезов светопередача

снижается до 50% от первоначальной энергии после 250-300 аналогичных изгибов. Соотношение начальной светопередач световода длиной 500 мм с разрезами отражающего слоя составляет 90-95% от

светопередачи аналогичного световода без разрезов.

Формула изобретения Способ получения гибкого полого световода, включающий нанесение на осе- симметричную основу отражающих диэлектрических и (или) металлических слоев и несущего слоя и последующее удаление основы с формированием световодной

трубки с внутренними светоотражающими слоями, отличающийся тем, что. с целые предотвращения отслаивания светоотражающих слоев и увеличения стойкости световодов к многократным изгибам, не

внутренних светоотражающих слоях пс всей длине световода формируют кольцевые или спиральные разрезы.

Сущность изобретения: при нанесении на осесимметричную основу отражающих диэлектрических и(или) металлических слоев и несущего слоя с последующим удалени- -ем основы на внутренних светоотражающих слоях по всей длине световода формируют кольцевые или спиральные разрезь-. 2 ил.

/№Г fl Vb / / / /Г ; // //- I ( // // f/ . li

V /V V /V

Физ.1

Фиг. Z