i
Изобретение относится к технологии изготовления диэлектрических световодов, применяемых в оптических сисмах передачи информации, в частности к технологии изготовления.световодов с некруглрй формой поперечного сечения центральной жилы. Такие световоды могут иметь форму поперечного сечения центральной жилы, вдоль котО рой распространяется оптическое излучение, в виде треугольника, прямоугольника, квадрата эллипса и т.п..
В световодах с некруглой формой жилы устраняется вырождение мод распространяющегося излучения по поляризации, которое характерно для свето-( водов с круглой формой жилы. Это позволяет создать одномсдовые световоды с уменьшенной дисперсией. ; Световоды с определенной формой жилы, например квадратной, могут применяться для фильтрации мод. Кроме того, световоды с прямоугольной или эллиптической формой жилы могут быть
более эффективно согласозаны с плананьа и световодами, источниками и приемниками излучения.
Известен способ изготовления диэлектрического световода с некруглой формой поперечного сечения центральной жилы, в которой стержень с заданной формой поперечного,сечения, например,в виде треугольника или прямоугольника,заключают между поддерживаккдими стержнями li помещают в диэлектрическую трубку. Полученную таким образом сборную за готовку -откачивают с помощью вагкуумной системы нагревают до размягчения и вытягивают из нее световод заданных размеров D 1
Световод, изготовленный этим способом, имеет повышенные оптические потр-ри, обусловленные неравномерностью площади контакта центральной жилы с поддерживающими стержнями по длине световода. Кроме того, такой ; . .,: . . 3 . т сйособ изготбвлШййя достаточно сложё -,.. ,в ев язи с нес бкодимостью использовайия вакуумной техники. Нанбрлбе бйййткш;те5сйическкм решением к изобретешш является спосо й ;rtftesneKKH даэлектркчёского свето вода с заданной некруглой формой по пере шого сечення центральной жилы 115 ем нагревамня цельной заготовки, содержащей сердцевину и внешнюо обо из за1отовхн Нвётово й и й1 йкаты8атм его мйжду разогре 1 тши&йда цймй до полупения световода с заданными формой и размерами j пбйерёчао о сечения оболбчки,а, еле бвателыда, и. центральной жилы. В частности, таким образом получают световод с эллиптической формой - - - сечения центральной жн.. . Недостатком этого способа явля ™ % гсй &го-сложность, так как для его ос5.пдествления необходда о специгшь нее прёЬ;изио1Шоё оборудование. Кром того, таким способом нгевоэможно по JnWb световоды с 7 остаточно точными размера -й5 ( разброс размеров попе реШёгд сечёгшя световода не должен превышать нескольких микрон). Трудность изготовления н разброс размеров возраетаит в случае, если не обходимо тюяучать световоды с формой поперечного сечения более сложной, чем эллиптическая, Цель изобретания - повышение точ ности размеров полу шекого светово да .к упрощеийГе его изготовления. ЗтоЙо тйРйетсй teM, что в спосо бе изготовления диэлехтрягческого . сйетовода с заданной некруглой форм яоперечногс сечения серддейнньг путем получения цельной заготовки с внешней оболочкой и сердцевкноЙ, в сечешш круга., цагр вшшя н вытяжкк, получают заготовку ... . .., обоjjoim, еобтветствукй як заданному се -J, . серддеэшш, а нагревайие ( Te iemte времени / , , I где 1 раддус световода Г - новеркностное натяжение; И - вязкость материала оболочКЙ. Ка фиг,J схёйатическн показан про Десс 18ытязккй световода с квадратной формой сердцевины; на фяг.2 -попе6. 4 речныесечения световода с треугольной формой сердцевины н заготовки для его вытяжки; на фиг.З - заготовка для получения световода, у которого сердцёвин1 на части длины имеет форму пряйоугольника с плавным переходом по длине в квадрат и круг. Для ййгото1вЛения световода с заданной формой поперечного сечения сердцевины, например квадратной, используют цельную заготовку с круглой формой поперечного сечения сердцевины 1 (см.фиг.1, сечеине А-А) и I Bадратной формой поперечного сечения внешней оболочки 2, Такую получагот, например, путем пшифовки боковой поверхности круглой заготовки. При кагреваняи такой заготовки до температуры плавления материала, из Тсоторого 5на йзТготовлейа, и вытяжке из нее световода силы поверхностного натяжения стремятся минимизировать площадь поверхности заготовки, т,е. переводят ее наружное сечение в круг. Ядя завершения этого процесса иесС ходимо выдержать заготовку в зоне плавления в течение времени 1- рдц V-. радиус световода, f- поверхностное натяжение, - вязкость материала оболочки. При этом материал .оболочки смещается, деформируя менее вязкую середину (см.фиг.1, сечениа Б-Б). По окончании процесса получают световод с круглой формой поперечного сечения оболочки и прямоугольной формой поперечно- го сечения сердцевины Хсм.фнг.1, сечение В-В). Пример 1. Световод с треугольной формой поперечного сечения сердцевины изготавливают следующим образом. : Натрийборсилнкатные стекла двух составов с различным соотношением компонентов, o6ecne4HBaiomiiM необходимую разность показателей преломления матер1Е1лов сердцевины и внешней оболочки, расплавляют в двойного тигле при температуре , и совместно вытягивают. HJibepk : внутреннего тигля имеет поперечноетечение круглой формы с диаметром 6 мм,фильера внешнего тигля имеет поперечное сечение в форме рав юстороннего трйуголышюа с длиной стороны 15 Мм. Полученная таким образом заготовка имеет форму поперечного сеЧения, показанную на фиг.2а.
Заготовку нагревают- в графитовой пе-чи до V 1200 С и вытягивйк из нее световод, вьщерживая в зоне плавления до получения поперечного сечения оболочки круглой формы с диаг
метром 150 мкм. При этом поперечное
сечение сердцевины световода представляет собой равносторонний треугольник (см.фиг.2б).
И р и м е р 2. Световод с переменной по длине формой поперечного сечения сердцевины (изготавливают следующим образом.
Несущую кварцевую трубку0 4 мм и толщиной стенки 1 мм помещают в пла мя кольцевой кислородной горелки и нагревают до температуры 1400°С. При этом сквозь трубку в потоке кислорода продувают пары четыреххлорйстого кремния и оксихлорида фосфора.Попадая в нагретую зону, перемещающуюся вдоль трубки, эти пары окисляются, образуя слой фосфорсиликатного стекла. Далее при температуре около ISOCPc трубка на той же установке. сжимается силами поверхностного наряжения до образования сплошной за-, ГОТОВКИ.09 мм, состоящей из сердцевины.и внешней оболочки. Затем, как показано на фиг.З, с боковой поверхности заготовки сошпифовывают материал до получения на разных участках по ее длине квадратного ( сечение В--В) и ромбического (сечение Г-Г) сечений с плавными переходами между ними, а также с плавным переходом С сечение Р-Б) от квадратного к круглому (сечение А-А) сечению. При нагреве заготовки в графитовой печи сопротивления до 2000С и вытяжке получают световод, форма поперечного сечения, сердцевины которого плавно мейяется от круга к квадрату и далее - к прямоугольнику.
Этот способ осуществляется просты ми средствами и обеспечивает высокую точность размеров получаемых световодов, так как при его использова1ти весь процесс Д1зготовления световода с некруглой формой поперечного сечения жилы сводится по существу к хорошо разработанным технологии и оборудованию для получения световодов обычной конструкции. При этом не возникает Сложностей при изготовлении световодов с любой заданной формой сердцевины, Высокая точность размеров световода достигается за счет высокой точности размеров и поперечного сечения за- , готовки, из которой он вытягивается, а также засчет того, IITO контроль размеров и форюл получаемого световода производится по одному параметру внешнему диаметру его оболочки (как и при изготовлении обычных световодов) . -
Формула изобретения
Способ изготовления диэлектрического световода с заданной нйкруглой рмой поперечного сечения сердцевины путем получения цельной заготовки с внешней оболочкой и сердцевиной, ийеющей в сечении форму круганагревания и вытяжки,.о т л к ч а и) щ и и с я тем, что, с целью повышения точности paiSMeров ;получаемого световода и упрощения его изготовления, получают заготовку с попереч ым сечением внешней оболочки, соответствующим заданному сечению сердцевины, а.- агревание ведут в . течение времени
21
..
где b - радиус световода;
Г - поверхностное натяжение; - вязкость материала оболочки.
Источники информации. Принятые во внимание при экспертизе
1. Патент.США 1 3535017, кл. 350-96, 1968.
2. Патент ОДА S 3897135, кл. 65-13, 1975,
