Особенности получения стекол световедущей жилы для жесткого оптического волокна

[pic 1][pic 2][pic 3]

наблюдалась у стекла с содержанием ZrO2 5,0 мол. %, при общем коэффициенте пропускания электромагнитного излучения СВЧ-диапазона 45 %.

Установлено, что введение TiO2 в составы щелочных боросиликатных стекол в количестве 2,5– 7,5 мол. % (рисунок) вызывает значительное снижение величины пропускания электромагнитного излучения (на 12 % по сравнению с другими образцами).

[pic 4]

Рисунок – Зависимость коэффициента отражения СВЧ-излучения от содержания:

а – ZrO2, б – TiO2

На наш взгляд, это связано с формированием в структуре стекла областей с повышенной поляризуемостью, обусловливающих общий рост эффективной диэлектрической проницаемости материала и, как результат, увеличение коэффициента отражения.

Одной из основных физических характеристик, присущих непосредственно материалу, а не образцу, является комплексная диэлектрическая проницаемость.

В диапазоне частот 20 Гц–1 МГц спектры ε измерялись при помощи анализатора иммитанса широкополосного Е7-28. Для проведения исследований комплексной диэлектрической проницаемости стекол с различными типами добавок, исследуемые образцы в виде плоскопараллельных пластин помещались между двумя электродами измерительной ячейки, которая представляет собой плоский конденсатор.

Диэлектрическая проницаемость исследованных стекол в рассматриваемом диапазоне не обладает выраженной дисперсией, что позволяет рассмотреть ее концентрационную зависимость на фиксированной частоте 15 ГГц. Действительная часть диэлектрической проницаемости находится в диапазоне 5,5–7,0 и обладает существенной зависимостью от концентрации вводимого оксида (La2O3, ZrO2, TiO2). Примечательно, если стекло содержит в своем составе La2O3, зависимость носит монотонно-возрастающий характер, а для стекол остальных составов, включающих оксиды титана и циркония, наблюдается насыщение.

Таким образом, все исследованные стекла характеризуются существенно диэлектрическим поведением и малой диссипацией энергии в СВЧ-диапазоне. Данные свойства позволяют рассматривать боросиликатные стекла в качестве материала для элементов СВЧ-соединений.

[pic 5]

ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ СТЕКОЛ ДЛЯ СВЕТОВЕДУЩЕЙ ЖИЛЫ ЖЕСТКОГО ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА

М.В. Дяденко, И.А. Левицкий

Белорусский государственный технологический университет, г. Минск

Производство жесткого оптического волокна и изделий на его основе является достаточно трудоемким. В Республике Беларусь данное производство характеризуется повышенным браком продукции, который обусловлен склонностью промышленного стекла для световедущей жилы марки ТБФ- 10 к кристаллизации в процессе вытягивания волокна. Это в свою очередь ограничивает возможность выпуска конкурентоспособной продукции.

Оптическое волокно состоит из световедущей жилы и одной (светоотражающей) или двух (светоотражающей и защитной) оболочек. Световедущая жила служит для передачи световой энергии, сконцентрированной на входном торце, на его выходной торец путем полного внутреннего отражения светового луча.

Основным материалом для изготовления жесткого оптического волокна по-прежнему остается оптическое стекло.

Особенности получения стекла для световедущей жилы определяются требованиями, которые предъявляются к стеклам данного типа: для обеспечения числовой апертуры волокна больше единицы показатель преломления стекла световедущей жилы должен быть не менее 1,80; для обеспечения термомеханической прочности оптического волокна необходимо, чтобы температурный коэффициент линейного расширения (ТКЛР) стекла световедущей жилы был выше, чем стекла светоотражающей оболочки; для получения качественного оптического волокна температурный интервал изменения вязкости от 109 до 104 Па∙с стекла для световедущей жилы должен составлять 150–200 оС.