Метод внешнего химического осаждения
Метод внешнего химического осаждения из газовой фазы (OCVD) аналогичен методу MCVD за исключением того, что при изготовлении заготовки используется стержень-затравка (рис.1). Мельчайшие сажеподобные частицы, содержащие необходимые концентрации примесей, осаждаются на стержень-затравку непосредственно из горелки и частично спекаются. Материал сердцевины, обычно германий и диоксид кремния, осаждается первым, за ним следует материал оболочки — диоксид кремния. Так же при использовании метода MCVD показатель преломления заготовки контролируют, изменяя состав примесей.
Рис.1 Осаждение стекла при изготовлении заготовки методом внешнего химического осаждения из газовой фазы
После устранения стержня-затравки остается только заготовка оптического стекла, которая окончательно спекается, т.е. остекловывается, и «схлопывается» под воздействием высокой температуры. После этого вытягивается волокно методом, аналогичным описанному в предыдущем параграфе.
Модифицированный метод химического осаждения из газовой фазы
Модифицированный метод химического осаждения из газовой фазы (MCVD) был разработан на основе технологии производства полупроводников. Хлоридные реагенты в газовой фазе и кислород впрыскиваются во вращающуюся трубку с диоксидом кремния. Перемещаемая горелка нагревает трубку, вызывая гомогенную реакцию, в результате которой образуются мельчайшие сажеподобные частицы окиси. Под воздействием механизма термофореза эти частицы перемещаются в менее нагретую область впереди горелки и откладываются на стенках. При дальнейшем движении горелка сплавляет частицы, и они образуют на внутренних стенках трубки стеклянное покрытие высокой чистоты. Изменение толщины и показателя преломления стеклянного слоя достигается изменением концентрации таких реагентов, как тетрахлорид кремния и тетрахлорид германия. Схема этого метода приведена на рис. 1.
Рис.1 Модифицированный метод химического осаждения из газовой фазы
Оптоволокно с градиентным профилем показателя преломления
Чтобы уменьшить количество мод и временное уширение мод при распространении по волокну, применяются оптические волокна, показатель преломления в которых не является постоянным, а изменяется при удалении от центральной оси. В этом случае оптоволокно действует как совокупность линз, которые периодически фокусируют пучок света в процессе его продвижения по волокну.
Изменяя показатель преломления n симметрично относительно цилиндра, можно имитировать показатель распределения потерь. При этом многомодовое оптическое волокно с градиентным профилем действует на пучок света, распространяющийся по нему, как совокупность линз
Такой подход, проиллюстрированный рис. 1, может применяться для уменьшения количества отдельных мод, распространяющихся по волокну, приблизительно от 10 000, что типично для многомодовых волокон со ступенчатым профилем, примерно до 300 мод, что типично для многомодовых волокон с градиентным профилем.
Читать далее
Типы оптических волокон
Использовать свет в качестве средства связи люди, по-видимому, начали с тех пор, как научились пользоваться огнем. В течение тысячелетий применялись сигнальные костры и дымовые сигналы. С изобретением зеркал для передачи сигналов на значительные расстояния в качестве источника света стало использоваться солнце. Люди, получавшие сообщения, надлежащим образом их истолковывали.
Подобные методы совершенствовались и развивались столетиями. Хорошо известен видеотелефон Александра Грейама Белла, использовавшийся для передачи сообщений с помощью светового луча на расстояние около 200 м. Развитие подобных методов сдерживалось из-за отсутствия хороших источников света и надежных каналов передачи с низкими потерями. Ситуация полностью изменилась в 1962 году благодаря изобретению лазера. В свободном пространстве когерентный свет, испускаемый таким источником, может быть получен удаленным приемником, находящимся на расстоянии сотен тысяч километров. Отсутствие подходящей передающей среды тем не менее продолжало препятствовать развитию оптической связи, пока Капрон и др. не продемонстрировали, что затухание света в волокне из плавленого кварца настолько мало, что позволяет создавать протяженные линии связи. Используя длинные волокна толщиной с волос, можно прокладывать многокилометровые волоконные линии для передачи сигналов с помощью модулированного лазерного излучения.
Читать далее