Способ изготовления диэлектрическогосветовода

Способ изготовления диэлектрическогосветовода

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к акт. свид-ву

f (22) Заявлено 21. 12. 78(21) 2б05240/18-33 с присоединением заявки .%

6 02 В 5/14

С 03 В 37/02

Гееудерствеииый комитет (23) Приоритет

Опубликовано 07 . 08. 81 . Бюллетень Уе 29 ив аелаи изобретении и открытий (5Ç) УДК 628.955 (088. 8) Дата опубликования опнсания07.08.81 г" е — 1 .."".зИ.Е.Жаботинский, В.В.Григорьянц и В. А.Детиттй4 ;: (?2) Авторы изобретения (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники ЛН СССР (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО

СВЕТОВОДА ров (1 1.

Изобретение относится к технологии изготовления диэлектрических световодов, применяемых в оптических сисмах передачи информации, в частности к технологии изготовления световодов с некруглой формой поперечного сечения центральной жилы. Такие световоды могут иметь форму поперечного сечения центральной жилы, вдоль которой распространяется оптическое излучение, в виде треугольника, прямоугольника„ квадрата эллипса и т.п.

В световодах с некруглой формой жилы устраняется вырождение мод распространяющегося излучения по поляри" зации, которое характерно для свето- водов с круглой формой жилы. Это позволяет создать одномодовые световоды с уменьшенной дисттерсией.

Световоды с определенной формой жилы, например квадратной, могут при" меняться для фильтрации мод. Кроме того, световоды с прямоугольной или эллиптической формой жилы могут быть

2 более эффективно согласованы с планарными 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 под держивающими стержнями и помещают в диэлектрическую трубку. Полученную таким образом сборную1заготовку .от" качивают с помощью вакуумной системы, нагревают до размягчения и вытягива)5 ют из нее световод заданных размеСветовод, изготовленный этим способом, имеет повыаенные оптические потери, обусловленные неравномерностью площади контакта центральной жилы с поддерживающими стержнями по длине световода. Кроме того, такой б речные сечения световода с треугольной формой сердцевины и заготовки для его вытяжки; на фиг,3 — заготовка для получения световода, у которо го сердцевина на части длины имеет

Для изготовления световода с заданной формой поперечного сечения сердцевины, например квадратной, используют цельную заготовку с круглой формой поперечного сечения сердцевины 1 (см,фиг,1, сечение А-Л) и квадратной формой поперечного сечения внешней оболочки 2. Такую форму получают, например, путем шлифовки боковой поверхности круглой заготовки.

При нагревании такой заготовки до температуры плавления материала, из которого она йзготовлейа, и вытяжке из нее световода силы поверхностного натяжения стремятся минимизировать площадь поверхности заготовки, т е переводят ее наружное сечение в круг. Дчя завершения этого процесса несФходимо выдержать заготовку в зоне плавления в течение времени >, где !" — радиус светово2И 1да, à — поверхностное натяжение, g — вязкость материала оболочки.

Прн этом материал оболочки смещается, деформируя менее вязкую середину (см.фиг.1, сечение Б-Б . По окончании процесса получают световод с круглой формой поперечного сечения оболочки и прямоугольной формой поперечнога сечения сердцевины,(см.фнг.1, сечение В-В).

Пример 1. Световод с треугольной формой поперечного сечения сердцевины изготавливают следующим образом.

Натрийборсиликатные стекла двух составов с разхпиным соотношением комлонентов, Обеспечивающим необходимую разность показателей прелом.. ления материалов сердцевины и виешнеи оболочки, расплавляют в двойном тиг" ле при температуре 1100 С, и сов 0 местно вытягивают, Филиъера . внутреннего тигля имеет пойЕречное ечение круглой формы с диаметром 6 мк,фильера внешнего тигля имеет поперечное сечение в форме равностороннего треугольника с длиной стороны 15 Мм.

Полученная таким образом . saroтовка имеет форму поперечного сечения, показанную на фиг.2а.

На фиг.1 схематически показан процесс- выл яжки свеговода с квадратиойФормой сердцевины1 на фиг.2 - aone3 71928 сйособ изиготовлЬния достаточно сложен

Всвязи с необходимостью испольэовайия вакуумной техники.

Каиболее близок М техническим решением к изобретению является способ йзгбтовлеиия диэлектрического свето- форму прямоугольника с плавным перевода с заданной некруглой формой по- ходом по длине в квадрат и круг. перечного сечекы центральной жилы путем нагревания цельной заготовки, . одеp. e?e". с Рдцеви".у " в"еш э "бо 1о тОЪКУ,=ВЫтЯжКИ ИЭ ЗаГОтОМХИ СоВЕтОВО""да -и прьокатывания его между разогретьВ4и Мльцйии до пОлучения светОВО да с задаижяи формой и размерами ннннннчноио ооиннин обоннони,o o;loНОвнн ньно, и Ннньральной ниии. В частности таким образом пОлучают световод с эллиптической формой по" перечнного сечения центральйой жи20

Недостатком этого способа явля тсФ"его сложность, так как для его

Осуществления необходимо специальное прецизионное оборудование. Кроме тогО таким спОсобом невОзмОжно ПОлу цать световоды с достаточно точными .размерами (разброс размеров попеI рЕ4ноо ссчЕниЯ Сватовода не должен превышать нескольких микрон). Труд ность изготовления и разброс размеров возрастают в случае„ если неОбходимо получать световоды с формой поперечного сечения более сложиойФ чем эллиптическая, Цель изобретения — повышение точ- 3ности размеров получаемого световода.и упрощение его изготовления, Это Костйгается тем„ что в способе изготовления диэлектрического световода е пацанвой некруггой p oй поперечного сечения сердцевины путем пОлучения цельной заготовки с внешней оболочкой и сердцевиной, й3иекщей в сеченййн фОрму круга-, Qат ре ваиия и вытяжки, получают заготовку 45

"6 пойеречным сечением внешней оболочки„ соответствуюйрм заданному ñåчеиию серф евины, а иагревание ведР э течбязы Вдеиеки — 50

Г где i - радиус световода;

Г - поверхностное натяжение;

g - вязкость материала оболочКнь 55

S 7192

Заготовку нагревают" в графитовой печи до 1200 С и вытягивав из нее световод, выдерживая в зоне плавлейия до получения поперечного сечения оболочки круглой формы с диа-.

5 метром 150 мкм, При этом поперечное " сечение сердцевины световода представляет собой равносторонний треугольник (см.фиг,2б). . fl p и м е р 2. Световод с пере- !в менной по длине формой поперечного сечения сердцевины 1изготавливают следующим образом.

Несущую кварцевую трубкуф!4 мм и толщиной стенки мм помещают в пла-1 мя кольцевой кислородной горелки и нагревают до температуры 1400 С.

При этом сквозь трубку в потоке кислорода продувают пары четыреххлористого кремния и оксихлорида фосфора.Попадая в нагретую зону, перемещающуюся вдоль трубки, эти пары окисляются, образуя слой фосфорсиликатного стекла, Далее при температуре около

1800 С трубка на той же установке 25 ! сжимается силами поверхностного натяжения до образования сплошной эа", готовкиф9 мм, состоящей из сердцевины и внешней оболочки. Затем, как показано на фиг,3, с боковой поверх- 30 ностйзаготонки 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 (сечение

$-Б) от квадратного к круглому (сече-. ние А-А) сечению. При нагреве заготовки в графитовой печи сопротив ления до 2000 С и вытяжке получают 40 д световод, форма поперечного сечения сердцевины которого плавно меняется от круга к квадрату и далее — к прямоугольнику.

Этот способ осуществляется просты@5 ми средствами и обеспечивает высокую точность Размеров получаемых све —.товодов, так как при его использовании весь процесс .изготовления свето86 6 вода 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 изго- товлении световодов с любой заданной формой сердцевины. Высокая точность размеров световода достигается за счет высокой точности размеров и формы поперечного сечения за-, готовки, из которои он вытягивается,. а также засчет того, что контроль размеров и формы получаемого световода производится по одному параметру— внешнему диаметру его оболочки (как. и при изготовлении обычных световодов).

Формула изобретения

Способ изготовления диэлектрического световода с заданной некруглой формой поперечного сечения сердцевины путем получения цельной заго- товки с внешней оболочкой и сердцевиной, имеющей в сечении форму круга

-л нагревания и вытяжки,.о т л и ч аЬ шийся тем., что, с целью повышения точности размеров,получаемого световода и упрощения его изготовления, получают заготовку с поперечным сечением внешней оболочки, соответствующим заданному сечению сердцевины, à,4 агревание ведут в, течение времени

> 2Ц»

Г .. где 1- — радиус световода;

" — поверхностное натяжение; г! — вязкость материала оболочки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Ф 3535017, кл. 350-96, 1968.

2. Патент CIIIA I!r 3897135, кл. 65-13, 1975 °

719286

ВНИИПИ Заказ 5903/49

Тираж 539 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4