Темпы изготовления оптического волокна увеличиваются. Такое средство передачи информации является максимально эффективным, обеспечивает огромные дистанции и скорости обмена данными. Объясняется это форматом сигнала, распространяющимся в виде светового импульса. Характеристики оптоволокна на 100% соответствуют спецификациям всех линий связи, вплоть до наиболее ответственных: медицинских, радиолокационных, навигационных.
Ограничивающий фактор распространения оптоволокна – высокая цена оптоволоконного кабеля и сложность его производства. В первую очередь, это актуально для инновационных моделей, где центральная жила находится в окружении отверстий, заполненных воздухом. Пористые структуры улучшают характеристики изделия, однако, усложняют технологию выпуска.
Формирование капилляров подразумевает взаимодействие с кварцевыми заготовками, при этом, нужно максимально сохранить их исходные показатели, конфигурацию, пропорции. Даже небольшое отклонение – это серьезный дефект.
Ученые ПНИПУ успешно завершили работу над моделью, обеспечивающей постоянство и стабильность контроля параметров, сводящей к минимуму вероятность повреждений капилляров при вытяжке, повышающей общее качество выпуска оптики.
Волокна с микроструктурой: спецификация и особенности
Спрос на модифицированные волокна увеличивается, характерен для следующих областей:
- Оптическая связь;
- Измерения, исследования, испытания;
- Медицинская диагностика;
- Лазеры.
Усовершенствованные волокна лучше стандартных, однако, они дороже и сложнее в изготовлении. Метод базируется на плавлении заготовок из кварца, их вытягивании в трубки на специальных установках.
Качество готового волокна, его оптические, механические параметры, при этом, определяются массой факторов. Наиболее существенны следующие:
- Пропорция между скоростью вытягивания заготовки и интенсивности ее подачи;
- Интенсивность термического воздействия, за счет которого достигается плавление заготовки, равномерность нагрева объема печи и исходной детали.
Конфигурация вытянутых капиллярных трубок должна на 100% соответствовать проектным требованиям. Отклонения в доли миллиметра указывают на брак, использование которого невозможно (как в случае с внешним оптическим кабелем, так и для внутреннего монтажа). Нарушения конфигурации, как правило, спровоцированы чрезмерной скоростью вытяжки, некорректным давлением и температурой.
Актуальность проблемы
Используемые сейчас комплексы контроля процесса вытяжки не обеспечивают качества, некоторые параметры остаются без внимания, либо их настройка оказывается слишком грубой, неточной. Специалисты Пермского Политеха разработали иной подход, подразумевающий фиксацию неточностей радиуса формируемой трубы не в одной, а в нескольких точках. Схема также помогает точно контролировать следующие параметры:
- Интенсивность теплового обмена со средой, вне зависимости от характера и специфики;
- Интенсивность плавления заготовки;
- Температура трубки по всей плоскости и в конкретной области.
Автоматика мгновенно реагирует на неточности, отклонения от нормативных значений и нивелирует их.
Мнение специалиста
Дарья Владимирова, занимающая должность доцента кафедры “Прикладная математика” Пермского Политеха, подчеркнула сложность вытяжки, когда геометрия кварцевой заготовки постоянно меняется, равно как и другие показатели, например, интенсивность воздействия, механического и термического.
Должного качества удастся достичь точностью настройки, применением программ, автоматически контролирующих параметры во время работы. Если автоматика фиксирует дефект, воздушный пузырек в структуре, геометрическое отклонение, проводится их оперативное устранение.
Результаты
Специалисты ПНИПУ ограничили допустимость дефектов заготовки 5 процентами, их превышение говорит о крайне низком уровне производства, невозможности использования товаров для решения серьезных задач.
Моделирование вытяжки продемонстрировало, что изменение скорости вытягивания нивелирует поверхностные дефекты. При их изначальной 7-процентной выраженности, удалось достичь 1.5 процентов.
Впечатляющие результаты характерны и для борьбы с геометрическими отклонениями. Если они доходят до 15 процентов, корректировка скорости вытяжки дает вполне допустимый 4-5-процентный результат.
