Введение к работе
Актуальность темы.
Волоконные световоды в настоящее время широко используются в системах волоконно-оптической связи, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с обычными системами связи, основными из которых являются низкие оптические потери, высокая пропускная способность, малые габариты и масса кабелей. В качестве материала световодов, предназначенных для дальних линий связи используется кварцевое стекло высокой степени чистоты СИ. Такое стекло, полученное при помощи метода парофазного осаждения диоксида кремния и легирующих добавок, имеет оптические потери от 2,4 до 1,15 дБ/км на длинах волн 0,8 - 1.6 мкм. Однако их практическое применение невозможно без повышения механической надежности. Для повышения прочности световодов на них наносят зашитно-упрочняющие оболочки из полимерных материалов.
К началу данных исследований, конец 70-х годов, было опубликовано небольшое количество работ зарубежных авторов, посвященной этой проблеме. Они не содержали сведений, по составу используемых материалов и по методикам их нанесения. Практически не было исследовано влияние чистоты материала покрытий на прочность световодов, влияние вязкости полимерных композиций, скорости вытяжки волокна на качество получаемых покрытий.
Повышением прочности световодов не ограничивается роль толимерных покрытий. Они могут использоваться в качестве отражающих оболочек в так называемых кварц-полимерных световодах. і зарубежной литературе был опубликован ряд работ, где сообщаюсь о получении световодов данного типа, например, в [2,3].
Отечественные публикации полностью отсутствовали.
Крайне немногочисленны и противоречивы были сообщения о влиянии охлаждения на оптические потери световодов различного типа
Отсутствие экспериментальных данных по указанным вопросам затрудняло дальнейшее развитие работ по созданию волоконных световодов и кабелей связи на их основе.
Цель работы.
Целью настоящей работы было:
- подбор полимерных материалов для защитно-упрочняющих и
отражающих оболочек волоконных световодов с малыми оптическими
потерями;
- разработка методик нанесения полимерных оболочек раз
личного предназначения;
- исследование влияния полимерных оболочек на физико-ме
ханические и оптические свойства световодов.
Исследования проводились в соответствии с постановлениям! Государственного комитета СССР по науке и технике и Распоряжениями Президиума АН СССР, совместными приказами министерств; средств связи и распоряжениями АН СССР.
данная работа была частью общего исследования по метода получения волоконных световодов на основе кварцевого стекла -предельно низкими оптическими потерями и систем связи на и основе и проводилась совместно с ИСФ РАН, ИМХ РАН и НИИХ пр ННГУ.
Шучная новизна работы.
Разработаны методики нанесения полимерных оболочек на оптические волокна: первичных, наносимых в процессе вытяжки световодов из растворов полимеров, а такие на основе термо- и УФ-отвергаемых композиций; вторичных - на основе термопластичных полимерных материалов, наносимых экструзионным методом.
Изучены факторы, влиящие на прочность световодов с полимерными оболочками. Установлена необходимость очистки материала первичной оболочки от инородных частиц, что ведет к повышению прочности кварцевых световодов и позволяет получать кварц-полимерные световоды с минимальным уровнем оптических потерь.
Исследован процесс нанесения полиорганосилоксанов на световоды при повышенных скоростях вытяжки. Идентифицированы причины появления дефектов в покрытие.
Исследовано влияние примеси кислорода на процесс фотоотверждения полиэфируретанакрилатных покрытий, в частности, на скорость нанесения оболочек и физико-механические свойства от-вержденных покрытий.
Изучены пути снижения потерь в волоконных световодах при их охлаждении.
Практическая значимость.
Определены требования к полимерным материалам используемым для защитно-упрочняющих и отражающих оболочек волоконных световодов. Разработаны методики получения качественных полимерных покрытий, в том числе при повышенных скоростях вытяжки
- 4 -световодов.
Выявлены пути получения световодов высокой.прочности, в частности, при помощи очистки материала первичной полимерной оболочки от инородных частиц.
Шкаэаны пути снижения оптических потерь в световодах различного типа с разными структурами полимерных покрытий при пониженной температуре.
Результаты работы использовались при изготовлении волоконных световодов с низкими оптическими потерями на опытном участке ИХВВ PAR Разработанные волоконно-оптические модули использовались при изготовлении экспериментальных линий связи в г. Зеленограде, Мэскве и ННэвгороде.
На защиту выносятся: і
методики нанесения высококачественных полимерных покрытий различного предназначения на волоконные световоды, в том числе при повышенных, до 100 м/мин. скоростях вытяжки оптических волокон;
результаты исследования влияния инородных частиц в первичной оболочке на физико-механические и оптические свойства световодов;
способы получения кварц-полимерных световодов с низким уровнем оптических потерь;
результаты исследования структур покрытий, обеспечивающих работоспособность световодов при отрицательной температуре.
Апробация работа
Результаты работы докладывались на Всесоюзной конференции по материалам особой чистоты для волоконной оптики (Горький, 1978), на VI, VII и VIII Всесоюзных конференциях по методам получения и анализа высокочистых верств (Горький, 1981, 1985, 1988), на Всесоюзной конференции по технологии волоконных световодов (Горький, 1982), на VII Всесоюзной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития кабелей связи в двенадцатой пятилетке" (Бердянск, 1986), на Межотраслевой научной конференции "Высокочистые полимерные материалы в технике", (Москва, 1987), на Всесоюзной конференции "Производство кремнийорганических продуктов и применение их для повышения долговечности и качества материалов и изделий отраслей народ-юго хозяйства" (Нэвочебоксарск, 1988), на Всесоюзной конфе->енции "Волоконная оптика" (Москва, 1990) и неоднократно на йесоюзных семинарах.
Публикации.
Tto теме диссертации опубликовано 13 статей и 14 тезисов жладов, получено 2 авторских свидетельства
Объем и структура работы.