Способ получения волоконных световодов

Способ получения волоконных световодов

Реферат

 

На заготовки из галогенидов серебра либо галогенидов одновалентного таллия, либо галогенидов цезия осаждают плотный дисперсионный слой, соответствующий составу световода, из растворов, которые содержат в равных соотношениях галогенводородную кислоту, например HCL либо НВ и аммиак. Технический результат: при экструзии такой заготовки в контейнере создается реактивная галогенводородная атмосфера, которая способствует устранению процесса окисления галогенидов металлов. 4 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к волоконным световодам как передающей среде для систем передачи информации.

Кристаллы на основе галогенидов серебра - AgCl, AgBr и твердые растворы AgCl_xBr_1-x; галогенидов таллия - TlBr_xJ_1-x (KPC-5) и TICl_xBr_1-x (КРС-6); галогенидов цезия CsJ, CsBr и твердые растворы CsBr_xJ_1-x, являются перспективными материалами для инфракрасных световодом (диапазон 0,4-50 мкм) вследствие малых собственных оптических потерь, величина которых и физико-химические свойства зависят в первую очередь от способа их изготовления.

Известны способы получения световодов из заготовки AgBr либо твердых растворов AgCl-AgBr, содержащих 98-99% AgBr - сердцевина, оболочка AgCl [Takanashi К., Yoshida N., Yokata M. Optical fibers for transmitting high-Power CO₂-laser beam. - Sumitomo Electric thechn. Review, 1984, N 23, p. 203-210] , а также световоды с сердцевиной из заготовки TlBr_xJ_1-x и оболочки TlBr [Кацуяма Т., Мацамура X. Инфракрасные волоконные световоды. M. 1992, с. 175-179] . Недостатком световодов, полученных таким способом, являются высокие оптические потери, а также рекристаллизация зерен в световоде и последующее их разрушение.

Наиболее близким техническим решением является способ получения заготовки для вытяжки волокна из стеклообразующего окисла SiO₂ и легирующих окислов, полученных путем химического осаждения из парогазовой смеси, CVD-процесс [Бутусов М. М. , Галкин С.Л. и др. Волоконная оптика и приборостроение. Ленинград, "Машиностроение". Ленинградское отделение. 1987, с. 291-299]. Но эти световоды предназначены для передачи излучения в ближней ИК области спектра (до ~ 3 мкм), а технология их получения не пригодна для световодов из галогенидов металлов AgT, TlГ, CsГ и других.

Целью изобретения является разработка способа получения световодов на основе галогенидов металлов, обеспечивающего низкие оптические потери и улучшенные физико-химические свойства световодов.

Поставленная цель достигается за счет того, что изготовление заготовки для вытягивания световода из галогенидов металлов и последующее легирование ее осуществляют путем осаждения галогенидов металлов из растворов соляной либо бромистоводородной кислоты и аммиака, смешанных в равных объемах.

В качестве материалов для световодов используют галогениды серебра AgCl-AgBr, галогениды одновалентного таллия TlBr-TlJ и TICl-TlBr, галогениды цезия CsBr-CsJ.

Сущность изобретения заключается в том, что на заготовки осаждают плотный дисперсионный слой, соответствующий составу световода, AgГ, либо TlГ, либо CsГ из растворов, которые содержат в равных соотношениях галогенводородную кислоту (HCl либо HBr) и аммиак. При экструзии такой заготовки, т.е. вытягивании световода, в контейнере создается реактивная - галогенводородная атмосфера, способствующая связыванию окисленных соединений галогенидов металлов, окисление которых происходит в процессе экструзии при большом давлении и повышенной температуре.

Состав раствора - галогенводородная кислота (соляная либо бромистоводородная) и аммиак, смешанные в равных объемах, подобран экспериментальным путем и обеспечивает стабильные технологические режимы осаждения галогенидов металлов.

Пример 1 Заготовку вырезают из кристаллов твердых растворов галогенидов серебра AgCl_xBr_1-x и готовят раствор для легирования ее.

Соляную либо бромистоводородную кислоту и аммиак разбавляют водой в соотношении 1:1. Водяные растворы кислоты и аммиака смешивают в равных объемах и насыщают этот раствор при ~ 40^oC солью серебра. Затем опускают в него заготовку на 2-3 мин, промывают в воде и спирте.

На заготовке получен легирующий слой (пленка) толщиной 4-5 мкм. Из подготовленной таким способом заготовки вытягивают световод методом экструзии, коэффициент объемного поглощения которого 0,01 дБ/м ( = 10,6 мкм). Прочность на разрыв 250 МПа. Световод устойчив к видимому и ИК излучению.

Пример 2 В качестве материала световода используют кристаллы твердых растворов галогенидов таллия TlBr_xJ_1-x (KPC-5) либо TlCl_xBr_1-x (КРС-6). Раствор для легирования заготовки готовят как в примере 1, но насыщают его солями таллия KPC-5 или КРС-6 соответственно. Режимы обработки такие же, толщина легирующего слоя составила 10-15 мкм.

Методом экструзии (выдавливанием через фильеру) получили волоконный световод, который устойчив во времени, коэффициент объемного поглощения составил 0,3 дБ/м, прочность на разрыв 80 МПа.

Пример 3 Изготавливают заготовку из кристаллов твердых растворов цезия CsBr_xJ_1-x и проводят легирование ее солями цезия из раствора галогенводородной кислоты и аммиака. Режимы обработки такие же как в примере 1.

Методом экструзии получен световод, в котором оптические потери составляют 0,5 дБ/м, прочность на разрыв 60 МПа.

Таким образом, разработан способ получения волокнистых световодов из галогенидов металлов, предназначенных для работы в среднем и дальнем ИК диапазоне, который обеспечивает улучшение оптических и механических свойств.

Формула изобретения

1. Способ получения волоконных световодов, включающий изготовление заготовки и легирование ее путем химического осаждения материала световода, отличающийся тем, что в качестве материала световода используют галогениды металлов, а легирование ведут осаждением из насыщенных галогенидами металлов растворов соляной либо бромистоводородной кислоты и аммиака, смешанных в равных объемах.

2. Способ получения волоконных световодов по п.1, отличающийся тем, что в качестве галогенидов металла используют хлорид-бромид серебра.

3. Способ получения волоконных световодов по п.1, отличающийся тем, что в качестве галогенидов металла используют бром-иодид одновалентного таллия.

4. Способ получения волоконных световодов по п.1, отличающийся тем, что в качестве галогенидов металла используют хлорид-бромид одновалентного таллия.

5. Способ получения волоконных световодов по п.1, отличающийся тем, что в качестве галогенидов металла используют бромид-иодид цезия.