Презентация на тему "Технологии изготовленияоптического волокна"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Технологии изготовленияоптического волокна

• 
  Слайд 2

  История

  1958 г – создание лазера русскими учеными Басовым и Прохоровым и, независимо, американцами Шавловым и Таунсом. 1970 г – создание компанией Corning первого оптического волокна со ступенчатым профилем показателя преломления на длине волны 633нм и с коэффициентом затухания 20дБ/км. 1988 г – проложен первый стандартный подводный волоконно-оптический кабель через Атлантический океан.

• 
  Слайд 3

  Оптическое волокно

  Принцип действия оптического волокна основан на эффекте полного внутреннего отражения. Показатель преломления сердцевины больше показателя преломления оболочки менее чем на 1%(к примеру 1.47 и 1.46 соответственно).

• 
  Слайд 4

  Материалы для изготовления оптоволокна

  Стеклянные волокна, ядро и оптическая оболочка которых изготовлены из сверхчистого диоксида кремния. Для изменения показателя преломления в стекло добавляют примеси(к примеру германий и фосфор увеличивают показатель преломления, а бор и фтор – уменьшают). Стеклянные волокна с пластиковой оболочкой. Пластиковые волокна. Волокна с сердцевиной из селенида цинка.

• 
  Слайд 5

  Классификация оптоволокна

  По профилю показателя преломления: Ступенчатый Градиентный Треугольный Ломаный По количеству передаваемых одновременно мод: Одномодовые (диаметр сердцевины 7-9мкм) Многомодовые(диаметр сердцевины 50, 62.5, выше – полимерные волокна)

• 
  Слайд 6
  
• 
  Слайд 7

  Окна прозрачности оптоволокна

• 
  Слайд 8

  Потери в оптоволокне

  Поглощение света материалом волновода. Рассеяния в микро-(технологический дефект) и макроизгибах(неправильность прокладки кабелей). Отражения на концах волновода. Затухание. Межмодовая дисперсия(в многомодовом волокне, а также в одномодовом вследствие появления дополнительных мод из-за температурных колебаний, влияющих на коэффициенты преломления сердцевины и оболочки ). Появление структурной неоднородности за счет воздействия на волокно ионизирующего излучения.

• 
  Слайд 9
  

  Сигнал на входе оптоволокна Выходной сигнал с допустимыми искажениями Выходной сигнал с искажениями, приводящими к потере информации Рис. Искажение передаваемого сигнала в следствие межмодовой дисперсии

• 
  Слайд 10

  Сферы применения

  Среда передачи данных на волоконно-оптических телекоммуникационных сетях различных уровней. Датчик для измерения напряжения, температуры, давления и других параметров. В гидрофонах, сейсмических, гидролокационных приборах, лазерных микроскопах , гироскопах и лазерах. В медицине для освещения труднодоступных мест.

• 
  Слайд 11

  Технологии изготовления

  Стандартная последовательность технологического процесса производства оптических волноводов: Изготовление заготовки сердцевины оптоволокна Наращивание оптической оболочки Вытяжка заготовки в волокно Испытание на соответствие качества волокна(испытания на прочность, проверка геометрических параметров и оптические испытания)

• 
  Слайд 12

  Изготовление заготовки волокна методом OVD

  Метод наружного парофазного осаждения, представляет собой химический процесс гидролиза в пламени, при котором в результате реакции паровой фазы формируются наночастицы стекла, образующие окиси. Частицы SiO2 и GeO2 осаждаются в осевом направлении на вращающемся кварцевом стержне путем термофорезного осаждения. Затем заготовка дегидратируется и остекловывается, а потом вытягивается в стержень, готовый к наращиванию оболочки. Применяются металлические горелки.

• 
  Слайд 13
  
• 
  Слайд 14
  
• 
  Слайд 15

  Процесс изготовления заготовки волокна методом MCVD

  Модифицированный метод химического парофазного осаждения заключается в процессе образования субмикронных частиц кварца в результате окисления SiCl4 ипоследующем осаждении ультрадисперсного порошка SiO2 и GeO2 внутри высококачественно вращающейся опорной трубы. Источником тепла являются расположенные снаружи кислородно-водородные горелки. После осаждения трубка схлопывается в стержень. Метод не дает возможность изготавливать большие заготовки, длина зоны осаждения ограничивается 1 метром, кроме того горелки не позволяют производить волокна с низким содержанием гидроксильных групп(OH).

• 
  Слайд 16
  
• 
  Слайд 17

  Процесс изготовления заготовки волокна методом FCVD

  Этот метод является усовершенствованным MCVD. Используется нагревательная печь вместо горелок, что позволяет сократить содержание гидроксильных групп в заготовке.

• 
  Слайд 18
  
• 
  Слайд 19

  Процесс изготовления заготовки и вытяжки волокна методом RIC/RIT

  Стержень в трубе/стержень в цилиндре Стержень сердцевины вводится внутрь трубки из материла высокой чистоты, далее стержни проходят через печь расположенную на башне и происходит непосредственная вытяжка волокна. Этот метод представляет собой простейший способ наложения оболочки на сердцевину и вытяжки волокна.

• 
  Слайд 20

  Печь для вытяжки заготовок

  Позволяет вытягивать волокно из заготовок длинной до 150мм

• 
  Слайд 21

  Вытяжка волокна

• 
  Слайд 22

  Изготовление заготовок сердцевины для волокон специального назначения

  Используются технологии MCVD и OVD. Возникает проблема легирования сердцевины материалами Er, Yb и др. Для решения проблемы применяется жидкое легирование

• 
  Слайд 23

  Оболочка для волокон специального назначения

  Для производства заготовок оптоволокна типа Панда(несколько сердцевин в волокне) в заготовке сверлят отверстия и вставляют в них легированные бором стрежни. Микроструктурированныефотонокристаллические волокна изготавливаются методом компоновкии вытяжки многочисленных капилляров вокруг сплошной сердцевины или полой трубки.

• 
  Слайд 24
  

  Микроструктурированные волновод Волновод с несколькими сердцевинами Волокно «Панда»

• 
  Слайд 25
  
• 
  Слайд 26

  Вытяжка волокон специального назначения

  Требуются универсальные башни, пригодные для работ с широким диапазоном заготовок, разнообразными материалами покрытий, а также рассчитанные на различные методы отверждения. Для производства поликристаллических волокон необходима вытяжка капилляров с точными размерами.

• 
  Слайд 27