×
24.06.2020
220.018.2996

Способ изготовления заготовок кварцевых световодов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу изготовления заготовок кварцевых световодов. Техническим результатом является уменьшение массоуноса заготовок кварцевых световодов и повышение прочности световодов. Способ изготовления заготовок кварцевых световодов включает нагрев кварцевой трубы с помощью кислородно-водородной горелки при ее сжатии в штабик при температуре 2200-2300°С. Пламя горелки с продуктами испарения кварцевого стекла направляют вдоль заготовки с помощью экрана, расположенного над заготовкой и изготовленного из кварцевого стекла. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к технологии изготовления оптических волокон, в частности, к способу изготовления заготовок кварцевых волоконных световодов модифицированным методом химического парофазного осаждения (modified chemical vapor deposition - MCVD).

В процессе изготовления заготовок кварцевых волоконных световодов (далее - заготовок) нагрев кварцевой трубы производится кислородно-водородной горелкой (далее - горелка), как в процессе осаждения стеклообразных слоев на ее внутреннюю поверхность, так и при высокотемпературном сжатии кварцевой трубы в штабик (патент США №8495896).

Наиболее существенный недостаток этого метода изготовления заготовок заключается в испарении кварцевого стекла в процессе высокотемпературного сжатия кварцевой трубы с осажденными слоями стекла в штабик при ее нагреве кислородно-водородной горелкой. Уменьшение величины поперечного сечения исходной кварцевой трубы при этом может достигать 30%. Количество испарившегося стекла зависит от вязкости осажденных слоев стекла, их толщины и величины площади поперечного сечения кварцевой трубы.

В качестве прототипа принят MCVD способ изготовления заготовок кварцевых световодов, включающий нагрев кварцевой трубы с помощью кислородно-водородной горелки (патент США №4597785). В этом случае степень массоуноса контролируется изменением состава пламени. С увеличением соотношения потоков кислорода к водороду в горелке концентрация кремнийсодержащих газообразных продуктов испарения кварцевого стекла в пламени снижается, а количество испарившегося с заготовки стекла уменьшается.

Недостаток этого способа заключается в том, что при стехиометрическом соотношении кислорода к водороду в горелке, необходимом для нагрева кварцевой трубы до 2300°С, происходит значительная потеря стекломассы за счет ее испарения. При этом поверхностный слой заготовки обогащается труднолетучими примесями (например, тугоплавким оксидом кальция, который является одним из основных компонентов пыли окружающей среды), снижающими прочность кварцевого волоконного световода.

Решаемой технической проблемой настоящего изобретения является снижение степени испарения кварцевых заготовок при высокотемпературной пламенной обработке.

Достигаемый технический результат - уменьшение массоуноса заготовок кварцевых световодов и повышение прочности световодов.

Технический результат достигается тем, что при операции сжатия кварцевой трубы в штабик при температуре 2200-2300°С пламя горелки с продуктами испарения кварцевого стекла с помощью защитного экрана направляют вдоль заготовки (фиг. 1).

На фиг. 1 представлена принципиальная схема операции высокотемпературного сжатия кварцевой трубы в штабик, где приняты следующие обозначения:

1 - кварцевая труба;

2 - экран;

3 - часть заготовки-штабика без внутреннего канала (далее - штабик);

4 - пористый слой, осаждающийся перед горелкой (далее - пористый слой из диоксида кремния);

5 - кислородно-водородная горелка;

6 - пористый слой, осаждающийся за горелкой (далее - пористый слой из продуктов испарения кварцевого стекла).

Пламя газовой горелки, содержащее продукты испарения кварцевого стекла, направляют вдоль заготовки экраном 2 из кварцевого стекла, расположенным над заготовкой.

Способ приводит к осаждению на поверхности кварцевой трубы пористого слоя 4 из чистого диоксида кремния, который при последующем проходе горелки 5 спекают до прозрачного состояния при температуре не более 1700°С. Повышение температуры спекания нецелесообразно, так как приведет к испарению кварцевого стекла.

Формирование пористого слоя 6 на заготовке из продуктов испарения кварцевого стекла приводит к увеличению диаметра заготовок и повышению прочности световодов из-за снижения содержания тугоплавких и труднолетучих примесей на их поверхности.

Ниже описаны примеры принципа работы предлагаемого способа.

Пример №1. Способ реализован с использованием технологического оборудования, предназначенного для изготовления заготовок MCVD способом с использованием кварцевой трубы 1 с наружным диаметром 25 мм, толщиной стенки 3 мм и длиной 1 м. На ее внутреннюю поверхность наносили стеклообразные слои оболочки и сердцевины при нагреве трубки пламенем перемещающейся кислородно-водородной горелки 5. В процессе операции высокотемпературного сжатия кварцевой трубы в штабик она нагревалась горелкой до 2250-2300°С при соотношении потоков О22, равном 2, и скорости перемещения горелки 5 мм/мин. Пламя газовой горелки, содержащее продукты испарения кварцевого стекла, направляли вдоль заготовки экраном 2 из кварцевого стекла, расположенным над заготовкой. На поверхности заготовки осаждался пористый слой 4 диоксида кремния, который спекали при последующем проходе горелки при температуре 1600°С. Наружный диаметр в центральной части заготовки составил 16,3 мм., а диаметр отражающей оболочки из осажденного внутри трубки легированного кварцевого стекла составлял 6,65 мм. При таком процессе изготовления заготовки площадь поперечного сечения исходной кварцевой трубы уменьшилась на 16%.

Из заготовки вытянули волокно диаметром 125 мкм в однослойном ультрафиолетовом (УФ) отверждаемом эпоксиакрилатном покрытии толщиной 40 мкм. Полученный световод длиной 5 км выдержал испытание перемоткой под нагрузкой 25 Н.

Пример 2. Изготовлен контрольный световод по аналогии с примером №1, но без использования кварцевого экрана в процессе высокотемпературного сжатия заготовки. Массоунос стекла оказался более значительным, так как наружный диаметр заготовки был существенно меньше - 15,3 мм. Площадь поперечного сечения исходной кварцевой трубы уменьшилась на 28%.

Из заготовки вытянули волокно диаметром 125 мкм в однослойном УФ отверждаемом эпоксиакрилатном покрытии толщиной 40 мкм. Полученный световод длиной 5 км при перемотке под нагрузкой 25 Н имел три обрыва.

Из сопоставления степени испарения стекла опорной трубы до (28%) и после использования предлагаемого технического решения (16%) массоунос сократился на 50%, при этом использование нового технического решения приводит к повышению прочности длинномерных отрезков волокна (световодов).

Таким образом, предложенный способ изготовления заготовок кварцевых световодов позволяет увеличивать диаметр заготовки за счет снижения массоуноса при испарении кварцевого стекла. Формирование на поверхности заготовки слоя из чистого кварцевого стекла способствует повышению прочностных свойств световодов.

Изложенные сведения подтверждают промышленную применимость предлагаемого способа изготовления световодов из кварцевого стекла.


Способ изготовления заготовок кварцевых световодов
Способ изготовления заготовок кварцевых световодов
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 87 items.
26.08.2017
№217.015.e478

Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам управления подвесами роторов электростатических гироскопов (ЭСГ). Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа, согласно которому в начале процесса взвешивания создают временную паузу, преобразуют величину...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626572
Дата охранного документа: 28.07.2017
29.12.2017
№217.015.f118

Способ изготовления ротора электростатического гироскопа и устройство для осуществления этого способа

Изобретение относится к способу и устройству для изготовления ротора электростатического гироскопа. Процесс изготовления ротора включает формообразование сферической заготовки ротора, его балансировку и нанесение тонкопленочного износостойкого покрытия переменной толщины. Образуют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638870
Дата охранного документа: 18.12.2017
29.12.2017
№217.015.f28c

Способ взвешивания ротора гироскопа в электростатическом подвесе

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве гироскопов с электростатическим подвесом ротора. На ротор подают переменное напряжение, а к силовым электродам подвеса прикладывают постоянное напряжение. Измеряют переменные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637185
Дата охранного документа: 30.11.2017
29.12.2017
№217.015.f2c1

Датчик индукционного лага повышенной прочности

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и предназначено для использования в индукционных лагах надводных кораблей и глубоководных аппаратов. Датчик индукционного лага, содержащий электромагнитную систему возбуждения и измерительные электроды, при этом электромагнитная...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637377
Дата охранного документа: 04.12.2017
29.12.2017
№217.015.f464

Способ определения погрешности двухстепенного гироблока

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных гироблоков. Предложенный способ определения погрешности двухстепенного гироблока заключается: в установке гироблока на неподвижном основании; выставке оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002637186
Дата охранного документа: 30.11.2017
19.01.2018
№218.016.0990

Волномерный буй с инерциальным измерительным модулем на основе микромеханических датчиков

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения спектральных и статистических характеристик трехмерного морского волнения. Волномерный буй содержит корпус, обеспечивающий необходимую плавучесть, герметичный отсек, в нижней части которого размещен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002631965
Дата охранного документа: 29.09.2017
20.01.2018
№218.016.1065

Интегрированная инерциально-спутниковая система ориентации и навигации

Изобретение относится к области навигационного приборостроения летательных аппаратов и морских судов. Технический результат состоит в повышении точности выработки параметров ориентации объекта при сокращении длины антенной базы до уровня длины волны несущей частоты спутникового сигнала,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002633703
Дата охранного документа: 17.10.2017
20.01.2018
№218.016.1e54

Способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа

Изобретение относится к гироскопической технике, а именно к способам управления подвесами роторов электростатических гироскопов (ЭСГ). Сущность изобретения заключается в том, что способ управления подвесом ротора электростатического гироскопа дополнительно содержит этапы, на которых после...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002640967
Дата охранного документа: 12.01.2018
13.02.2018
№218.016.1e91

Двухстепенной поплавковый гироскоп

Изобретение относится к области прецизионного приборостроения и может быть использовано при разработке и производстве двухстепенных поплавковых гироскопов. Сущность изобретения заключается в том, что электроды на внутренней поверхности цилиндра двухстепенного поплавкового гироскопа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641018
Дата охранного документа: 15.01.2018
17.02.2018
№218.016.2aa5

Устройство для измерений мгновенных угловых перемещений качающейся платформы

Устройство для измерений мгновенных угловых перемещений качающейся платформы состоит из датчика измеряемого мгновенного плоского угла и неподвижного отсчетного устройства. Датчик угла выполнен в виде многозначных голографических мер угла, формирующих каждая под воздействием внешнего оптического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002642975
Дата охранного документа: 29.01.2018
Showing 21-26 of 26 items.
10.04.2019
№219.017.029d

Способ изготовления одномодовых волоконных световодов, сохраняющих поляризацию излучения

Способ может применяться в волоконно-оптических системах передачи информации, а также в интерферометрических датчиках физических полей. Способ включает получение методом модифицированного химического парофазного осаждения (MCVD) цилиндрической заготовки, содержащей осаждаемые на опорную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002396580
Дата охранного документа: 10.08.2010
29.04.2019
№219.017.4644

Способ выплавки безуглеродистой жаропрочной стали

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве жаропрочных сталей для нужд энергетики и создания оборудования, работающего в условиях сверхкритических параметров пара. Способ включает загрузку в вакуумную индукционную печь шихтовых материалов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002469117
Дата охранного документа: 10.12.2012
05.02.2020
№220.017.fe0a

Устройство для удаления порошкообразных отходов при изготовлении световодов

Изобретение относится к модифицированному методу химического парофазного осаждения (modified chemical vapor deposition - MCVD) внутри опорной кварцевой трубы в технологии изготовления заготовок оптических волокон (кварцевых световодов), в частности, к устройству для удаления оксидных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002712998
Дата охранного документа: 03.02.2020
15.05.2023
№223.018.5888

Способ изготовления анизотропных одномодовых волоконных световодов

Изобретение относится к технологии изготовления сохраняющих поляризацию излучения одномодовых волоконных световодов с эллиптической напрягающей оболочкой. Заявленный способ изготовления анизотропных одномодовых волоконных световодов с эллиптичной напрягающей оболочкой включает получение MCVD...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002764240
Дата охранного документа: 14.01.2022
30.05.2023
№223.018.7372

Способ изготовления радиационно-стойких волоконных световодов

Изобретение относится к модифицированному методу химического парофазного осаждения для изготовления радиационно-стойких световодов с фторсиликатной оболочкой и сердцевиной из кварцевого стекла, обедненного кислородом. Заявленный способ изготовления радиационно-стойких волоконных световодов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002764038
Дата охранного документа: 12.01.2022
01.06.2023
№223.018.74be

Способ изготовления одномодовых световодов с германосиликатной сердцевиной

Изобретение относится к волоконной оптике, в частности технологии одномодовых кварцевых световодов с сердцевиной, легированных диоксидом германия. Способ включает нанесение слоев стекла сердцевины, высокотемпературное сжатие кварцевой трубы с осажденными слоями за несколько проходов горелки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002764065
Дата охранного документа: 13.01.2022
+ добавить свой РИД