Полимерные оптические волокна: основные свойства и области применения



Скачать 12,31 Mb.
страница1/76
Дата22.08.2018
Размер12,31 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   76



Полимерные оптические волокна: основные свойства И области применения

Раздел 1 Применение полимерных оптических волокон 2

Раздел 2 Строение и способы получения полимерных оптических волокон 45

Раздел 3 ПОЛИМЕРЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН 63

Раздел 4 ФАКТОРЫ СВЕТООСЛАБЛЕНИЯ В ПОЛИМЕРАХ 83

Приложение 1 140

Литература 145



Раздел 1 Применение полимерных оптических волокон

1. 1. Введение


Оптические волокна являются символом научно-технической революции в современных средствах передачи информации. Световоды имеют много преимуществ по сравнению с современными электрическими кабелями. На сигнал, передаваемый по световоду, не оказывает влияние внешнее электромагнитное поле, он не поддается подслушиванию, а в объектах с промышленными помехами оптическая передача сигнала является единственно возможным решением.

Весь ассортимент существующих волокон делится на неорганические, полимерные и жидкостные, соответственно материалам, выбранным для светопроводящей среды. Практическое применение нашли первые два типа.

Неорганическим волокнам посвящена обширная периодическая литература, изданы монографии (см. например [1]). Вопросы применения полимеров в волоконной оптике освещены в литературе менее широко. Имеющиеся обзоры [2,3,4,5,6,7,8,9,10] по полимерным световодам сконцентрированы лишь на определенных сторонах проблемы и, кроме того, уже частично устарели. В настоящей работе сделана попытка объединить весь круг вопросов, которые касаются полимерных волокон, и отобразить современное состояние разработок по этой теме.

Наибольшее распространение получили световоды на основе неорганического стекла, в улучшении прозрачности которых достигнут значительный прогресс. Стеклянные волоконные световоды использовались еще до изобретения лазера, но имели затухание сигнала более 1000 дБ/км и применение их для целей связи не считалось перспективным. Но в 1966 г. [11,12], было показано, что причиной значительных светопотерь в них являются примеси в стекле, очистка от которых позволяет получить затухание сигнала в оптическом диапазоне менее 20 дБ/км. В середине 70-х годов были разработаны волоконные световоды на основе кварцевого стекла с предельно низкими оптическими потерями (десятые доли дБ/км) в ближней инфракрасной области спектра [1].

Разработка полимерных оптических волокон – заслуга целого ряда известных зарубежных компаний, которые озаботились этой проблемой еще в конце 80-х годов прошлого столетия. Из зачинателей процесса “рождения” и “становления” полимерных оптических волокон можно выделить концерн DuPont, японские фирмы Toray Industries, Mitsubishi Rayon, Asahi Glass [13,14,15,16].

Преимущества полимерных оптических волокон. Полимерные световоды имеют ряд преимуществ, которые делают их конкурентоспособными со стеклянными волокнами в некоторых областях применения. Прежде всего - это высокая гибкость ПОВ. Они более устойчивы к влиянию динамических механических нагрузок, вибрации, что обеспечивает надежность при изготовлении и эксплуатации волоконно-оптических элементов. Эластичность волокон позволяет создать ПОВ с диаметром до нескольких миллиметров, что упрощает соединение их между собой, а также с источниками и детекторами излучения.

Важным преимуществом ПОВ является их легкость - они в три раза легче кварцевых материалов.



В условиях радиоактивного излучения робота ПОВ более стабильна, тогда как в неорганических волокнах радиация вызывает образование центров окраски, ведущих к быстрому увеличению оптических потерь.

Полимерные оптические волокна имеют ряд преимуществ и перед традиционными медными проводниками, среди которых: высокая пропускная способность, нечувствительность к электромагнитным помехам и радиоволнам, отсутствие собственного излучения (материалы, из которых изготовлены волокна - диэлектрики) (рис.1.1.). ПОВ надежно защищают информацию от прослушивания, имеют малый вес. В отличие от обычного оптоволокна, ПОВ легко монтировать и обслуживать, а стоимость его сравнительно невысока.

В отличие от кварцевых оптических волокон полимерное оптическое волокно имеет больший диаметр светонесущей сердцевины, что заметно облегчает его стыковку и монтаж, для соединения полимерных оптических волокон не требуется применение высокоточных прецизионных разъёмов.

И, наконец, привлекательным в ПОВ является низкая стоимость исходных материалов, а также невысокие расходы на изготовление волокон.

ПОВ обладают исключительной гибкостью. Некоторые виды полимерных оптических волокон способны выдерживать деформацию до 13 %. Увеличенный апертурный угол (т.е. угол, в котором находятся все лучи, проходящие через данную систему), размер которого может достигать 60 градусов, упрощает процесс согласования частей ПОВ и не требует высокой точности при изготовлении соединительных элементов, и снижает себестоимость всей конструкции.

ПОВ способны выдерживать многократный изгиб (чего нельзя сказать об обычном оптическом волокне), механически очень прочны, имеют малую плотность и радиационную стойкость.





Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   76


База данных защищена авторским правом ©stomatologo.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница