способ изготовления одномодового волоконного световода, сохраняющего поляризацию излучения

Формула изобретения

Способ получения одномодового волоконного световода, сохраняющего поляризацию излучения, включающий выполнение продольных пазов на наружной поверхности цилиндрической заготовки, имеющей центральную световедущую жилу с отражающей оболочкой, покрытой защитной оболочкой, образованной кварцевой трубой, последующее помещение указанной заготовки в кварцевую трубу, сплавление кварцевой трубы с указанной заготовкой с образованием продольных отверстий из указанных пазов, размещение в указанных отверстиях боросиликатных стержней и вытяжку полученной заготовки с размещенными в указанных отверстиях боросиликатными стержнями, отличающийся тем, что указанные пазы выполняют на глубину 3-5 мм, в качестве боросиликатных стержней используются стержни из кварцевого стекла, легированного бором без внешнего слоя кварцевого стекла, а в процессе вытяжки полученной заготовки с размещенными в указанных отверстиях боросиликатными стержнями осуществляют сплавление боросиликатных стержней с заготовкой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области волоконной техники и может быть использовано для изготовления волоконных световодов, сохраняющих состояние поляризации излучения, которые могут найти широкое применение в датчиках физических величин и волоконных линиях связи.

Наиболее близким из известных к предлагаемому является способ получения одномодового волоконного световода путем выполнения пазов на наружной поверхности цилиндрической заготовки вдоль ее на глубину 1-2 мм, последующего сплавления кварцевой трубы с заготовкой и травления в травильном растворе, в котором отверстия внутри заготовки растравливают до необходимого диаметра (см. RU №2043313, С 03 В 37/00, 1995).

Недостатками известного способа являются:

- большая вероятность заплавления пазов глубиной 1-2 мм в процессе сплавления заготовки с кварцевой трубой;

- возникновение раковин на поверхности кварцевого стекла в процессе растравливания отверстий в растворе плавиковой кислоты;

- большая вероятность растрескивания заготовки со вставленными боросиликатными стержнями при сплавлении на тепломеханическом станке;

- наличие внешнего слоя кварцевого стекла на боросиликатных стержнях, ухудшающего поляризационные характеристики волоконного световода.

Задача изобретения - улучшение технических характеристик одномодовых волоконных световодов, сохраняющих поляризацию излучения и снижение трудоемкости процесса изготовления световодов.

Указанная задача достигается тем, что в способе получения одномодового волоконного световода, сохраняющего поляризацию излучения, включающем выполнение продольных пазов на наружной поверхности цилиндрической заготовки, имеющей центральную световедущую жилу с отражающей оболочкой, покрытой защитной оболочкой, образованной кварцевой трубой, последующее помещение указанной заготовки в кварцевую трубу, сплавление кварцевой трубы с указанной заготовкой с образованием продольных отверстий из указанных пазов, полировку указанных отверстий, размещение в указанных отверстиях боросиликатных стержней и вытяжку волоконного световода из заготовки с размещенными в указанных отверстиях боросиликатными стержнями, указанные пазы выполняют на глубину 3-5 мм, в качестве боросиликатных стержней используют стержни из кварцевого стекла, легированного бором, без внешнего слоя кварцевого стекла, а в процессе вытяжки полученной заготовки с размещенными в указанных отверстиях боросиликатными стержнями осуществляют сплавление боросиликатных стержней с заготовкой.

На фиг.1-5 показана последовательность технологических операций получения отверстий круглой формы в заготовке одномодового волоконного световода.

На фиг.6 показано поперечное сечение боросиликатного стержня, который обычно используется в прототипе.

На фиг.7 показано поперечное сечение боросиликатного стержня, предлагаемого к использованию.

Патентуемый способ осуществляется следующим образом.

В исходной заготовке для изотропного одномодового волоконного световода 1, имеющей центральную световедущую жилу 2, с отражающей оболочкой 3, покрытой защитной оболочкой, образованной кварцевой трубой, с двух диаметрально противоположных сторон прорезают продольные пазы 4 полукруглой формы на глубину, например, 4,0 мм. Затем указанную заготовку помещают внутрь кварцевой трубы 5 и сплавляют с ней с образованием продольных отверстий из указанных пазов. В полученной заготовке 6 на специальном устройстве производят полировку образованных отверстий 7.

Описанным способом были изготовлены отверстия в заготовках, получаемых MCVD-методом. Используются исходные заготовки длиной 300 мм, световедущей жилой из кварцевого стекла, легированного германием, диаметром 1,0 мм, отражающей оболочкой из кварцевого стекла, легированного фтором и фосфором, диаметром 2,0 мм, и внешней защитной оболочкой, образованной опорной кварцевой трубой, диаметром 12,0 мм.

В указанной заготовке на шлифовальном станке с помощью шлифовального круга с рабочей поверхностью полукруглой формы, имеющей радиус кривизны 2,0 мм, с двух диаметрально противоположных сторон прорезают пазы на глубину 4,0 мм, после чего ее помещают внутрь кварцевой трубы, имеющей толщину стенки 5,0 мм, и сплавляют с ней на тепломеханическом станке. После этого на специальном устройстве производится процесс полировки образованных отверстий.

Боросиликатные стержни изготавливаются также MCVD-методом и состоят первоначально из кварцевого стекла 8, легированного, например, бором, диаметром 7,0 мм и внешнего слоя кварцевого стекла 9 диаметром 10,0 мм (см. фиг.6). Затем на специальном устройстве производится процесс сошлифовывания внешнего слоя кварцевого стекла и, таким образом, получается боросиликатный стержень 8 диаметром 6,0 мм (см. фиг.7).

После этого в указанные отверстия 7, полученной заготовки 6 одномодового волоконного световода, диаметром 6,5 мм вставляют боросиликатные стержни 8 без внешнего слоя кварцевого стекла диаметром 6,0 мм.

Указанную заготовку 6 со вставленными боросиликатными стержнями 8 вытягивают на установке вытяжки в волоконный световод с одновременным сплавлением.

Данным способом были изготовлены одномодовые волоконные световоды, сохраняющие поляризацию излучения со следующими характеристиками:

- затухание: =3,0 дБ/км;

- длина поляризационных биений: L_p=1,5 мм;

- коэффициент межмодовой поляризационной связи: h=(2-5) Z·10^-5 1/м;

- длина волоконного световода: L=10 км.