При производстве оптических волокон с одной серд­цевиной чаще всего используется процесс наращивания оболочки по методу «стержень в трубке». Однако в случае оптических волокон нового типа, таких как волокна с сохра­нением поляризации типа «Панда» или структурированных волокон, новые конструкции требуют модернизированных технологий производства. При производстве оптических волокон типа «Панда» необходимо просверлить сплошную заготовку и вставить в нее легированные бором стержни. Ограничивающим фактором является длина просверлен­ного отрезка. Микроструктурированные фотонокристал-лические волокна изготавливаются методом компоновки и вытяжки многочисленных капилляров вокруг сплошной сердцевины или полой трубки (Stack and Draw). Сложной задачей является сохранение требуемых геометрических размеров и продольной однородности

Оптическое волокно Silitec LCA , Оптическое волокно с несколькими
диаметром 180 мм                        сердцевинами Er 3+

Рис. 12. Поликристаллические волокна

и легированные волокна с несколькими сердцевинами,

изготовленные методом засыпки кварцевой крошки

Новая технология, основанная на методе наращивания оболочки путем засыпки кварцевой крошки, была разработана компанией Silitec Fibers, которая внедрила гибкий процесс для создания оптических волокон сложной структуры – с несколькими сердцевинами или фотонокристаллических.

Возможность фиксировать и стабилизировать сложные и асимметричные структуры в кварцевом песке до начала затвердевания представляется главным преимуществом этой технологии. Капиллярные структуры могут быть окру­жены песком, включая пустоты между капиллярами. После затвердевания и схлопывания всей этой конструкции можно получить микроструктурированную заготовку, геометрию которой можно определить до вытяжки. Компания Silitec изготовила фотонокристаллические оптические волокна LMA с отличной геометрией, используя этот метод

Рис. 13. Заготовки с несколькими сердцевинами

и фотонокристаллические заготовки,

изготовленные методом засыпки кварцевой крошки

Вытяжка оптических волокон специального назначения

Для вытяжки оптических волокон специального назна­чения требуются универсальные и отвечающие требова­ниям заказчика башни, пригодные для работы с широким диапазоном (небольших) заготовок, типичными размерами волокон от 50 микрон до 1000 микрон, разнообразными материалами покрытий, а также рассчитанные на различ­ные методы отверждения (рис. 14). Для производства поли­кристаллических волокон недавно было установлено стро­гое требование: вытяжка капилляров с точными размерами и автоматическая резка.

В связи с тем, что башни для вытяжки часто распола­гаются в небольших лабораториях, наблюдается тенден­ция к созданию гибкого, оптимизированного оборудования с перестраиваемой конфигурацией.

Заключение

Процесс изготовления стержней для сердцевины одномо-довых оптических волокон не претерпел каких-либо значи­тельных изменений, но в его развитии отмечаются шаги по увеличению размера заготовок, повышению произво­дительности, решению проблем, связанных с вызванным наличием гидроксильных групп (OH) затуханием, и новыми конструкциями волокон, требующих новых профилей пока­зателя преломления.

Компания Nextrom внесла свой вклад в развитие этого процесса, разработав новый метод осевого парофазного осаждения, обеспечивающий высокую стабильность процесса,

Рис. 14. Башня для вытяжки оптических волокон специального назначения

для которого используется технология химического паро-фазного осаждения с помощью печи, разработанной компа­нией Silitec Fibers. Процесс наложения оболочки на одномо-довые оптические волокна претерпел более существенные изменения, направленные на увеличение размера загото­вок, повышение производительности и сокращение расходов на материалы. Компании Nextrom и Silitec внедрили новые высокоэффективные и востребованные процессы, такие как высокопроизводительный процесс наложения оболочки методом наружного парофазного осаждения, новая техно­логия наращивания оболочки методом засыпки кварцевой крошки и технология вытяжки заготовок большого диаме­тра. В области оптических волокон специального назначе­ния разработка технологических процессов шла в направ­лении новых более гибких способов производства загото­вок сложных структур и высоколегированных оптических волокон. В этой области компании Silitec и Nextrom также разработали инновационные процессы изготовления, такие как легирование и засыпка кварцевого песка, изготовление волокон с несколькими сердцевинами и поликристалличе­ских волокон с наращиванием оболочки методом засыпки кварцевого песка.

ЛИТЕРАТУРА

1. F. Sandoz et al. «A Novel process to manufacture high effciency laser fbers» Photonics 2008, Dehli.

2. P. Roy et al. «Active Optical Fibers: New design and alternative method of fabrication», Photonics 2008, Dehli.

3. A. Sarkar, B. Orchanian, A. Chan. «A Novel VAD process», IWCS 2008

4. N. Niizek, N. Inagaki and T. Edahiro. «Vapor-Phase Axial Deposition Method», Chapter 3, Optical Fiber Communication Vol. 1, Fiber Fabrication, edited by T. Li, Academic Press (1983).

Журнал «НАУКА и ТЕХНИКА»