RU2043313C1

RU2043313C1 - Method of making single-node fiber light guide

Info

Publication number: RU2043313C1
Authority: RU
Inventors: В.А. Андреев; Е.А. Голяков; А.И. Зуев; А.М. Курбатов
Original assignee: Арзамасское опытно-конструкторское бюро "Импульс"
Priority date: 1986-07-25
Filing date: 1986-07-25
Publication date: 1995-09-10

Abstract

FIELD: fiber engineering. SUBSTANCE: single-mode fiber-optic light guides are made by cutting grooves onto external surface of cylindrical blank along its surface for 1-2 mm depth. Blank is placed into quartz pipe and fused together. After being fused together, the blank is placed into pickling solution. EFFECT: improved efficiency. 4 dwg

Description

Изобретение относится к области волоконной техники и может быть использовано для изготовления волоконных световодов, сохраняющих состояние поляризации излучения, которые могут найти широкое применение в датчиках физических величин и волоконных линиях связи. The invention relates to the field of fiber technology and can be used for the manufacture of optical fibers that maintain the state of polarization of radiation, which can be widely used in physical quantity sensors and fiber communication lines.

Наиболее близким из известных к предлагаемому является способ получения одномодового волоконного световода путем выполнения пазов на наружной поверхности цилиндрической заготовки вдоль ее, последующего помещения заготовки в кварцевую трубу и сплавления трубы с заготовкой [1] Недостатком известного способа является образование микротрещин в заготовке при ее шлифовке, большая вероятность деформации и искривление отверстий в заготовке в процессе ее сплавления с кварцевой трубой, необходимость создания избыточного давления в отверстиях внутри заготовки при сплавлении ее с кварцевой трубой. The closest known to the proposed is a method of obtaining a single-mode fiber waveguide by making grooves on the outer surface of the cylindrical workpiece along it, then placing the workpiece in a quartz tube and fusing the pipe with the workpiece [1] The disadvantage of this method is the formation of microcracks in the workpiece during grinding, large the probability of deformation and curvature of the holes in the workpiece during its fusion with a quartz tube, the need to create excess pressure in the hole x for its fusion with a quartz tube inside the preform.

При шлифовке заготовки с целью деформирования плоских срезов или пазов удаляется значительная часть заготовки, т.к. для обеспечения требуемых характеристик волоконных световодов необходимо, чтобы отшлифованная поверхность или граница паза как можно ближе располагалась к сердцевине заготовки. В связи с этим значительно возрастают требования к качеству заготовки. Образование микротрещин на отшлифованной поверхности приводит к возрастанию потерь излучения в волоконных световодах. При сплавлении заготовки с кварцевой трубой могут возникать деформации или искривления заготовки. Это также нежелательно, т.к. в этом случае затруднено нанесение метки на волоконный световод. When grinding a workpiece in order to deform flat sections or grooves, a significant part of the workpiece is removed, because To ensure the required characteristics of fiber optical fibers, it is necessary that the polished surface or groove boundary be as close as possible to the core of the workpiece. In this regard, significantly increase the requirements for the quality of the workpiece. The formation of microcracks on the polished surface leads to an increase in radiation losses in the optical fibers. When fusing a preform to a quartz tube, deformation or distortion of the preform may occur. This is also undesirable since in this case, it is difficult to label the fiber.

Цель изобретения снижение трудоемкости процесса и улучшение оптических характеристик волоконных световодов. The purpose of the invention is to reduce the complexity of the process and improve the optical characteristics of fiber optical fibers.

Достигается цель тем, что в способе получения одномодового волоконного световода путем выполнения пазов на наружной поверхности цилиндрической заготовки вдоль ее, последующего помещения заготовки в кварцевую трубку и сплавления трубы с заготовкой, пазы прорезают на глубину 1-2 мм, а после сплавления кварцевой трубы с заготовкой ее помещают в травильный раствор. The goal is achieved in that in the method for producing a single-mode fiber waveguide by making grooves on the outer surface of the cylindrical workpiece along it, then placing the workpiece in a quartz tube and fusing the pipe with the workpiece, the grooves are cut to a depth of 1-2 mm, and after fusion of the quartz pipe with the workpiece it is placed in the etching solution.

На фиг. 1-4 показана последовательность технологических операций получения отверстий круглой формы в заготовке одномодового волоконного световода. In FIG. 1-4 shows the sequence of technological operations for obtaining round holes in the workpiece of a single-mode fiber waveguide.

В исходной заготовке для изотропного одномодового световода 1, имеющего центральную жилу 2, с двух диаметрально противоположных сторон прорезают пазы 3 полукруглой формы. Затем заготовки помещают внутрь опорной кварцевой трубы 4 и сплавляют с ней, заготовку 5 помещают в травильный раствор, в котором отверстия внутри заготовки растравливают до необходимого диаметра 6. In the initial blank for an isotropic single-mode fiber 1 having a central core 2, semicircular grooves 3 are cut from two diametrically opposite sides. Then the workpiece is placed inside the supporting quartz tube 4 and alloyed with it, the workpiece 5 is placed in the etching solution, in which the holes inside the workpiece are etched to the required diameter 6.

Описанным способом были изготовлены отверстия в заготовках, получаемых МС V_Δ -методом. Используют исходные заготовки длиной 200 мм и световедущей жилой из чистого кварцевого стекла диаметром ≈0,5 мм, отражающей оболочкой из кварцевого стекла, легированного фтором, диаметром ≈ 4 мм и внешней защитной оболочкой, образованной опорной кварцевой трубой, с внешним диаметром ≈ 8 мм.By the described method, holes were prepared in the blanks obtained by the MS V _Δ- method. We use initial billets with a length of 200 mm and a light guide core made of pure quartz glass with a diameter of ≈0.5 mm, a reflective shell made of quartz glass doped with fluorine, with a diameter of ≈ 4 mm and an outer protective shell formed by a supporting quartz tube with an outer diameter of ≈ 8 mm.

В заготовке на шлифовальном станке с помощью шлифовального круга с рабочей поверхностью круглой формы, имеющей радиус кривизны R 1 мм, с двух диаметрально противоположных сторон прорезают пазы на глубину 1 мм, после чего ее помещают внутрь кварцевой трубы, имеющей толщину стенки ≈ 5 мм и сплавляют с ней в пламени горелки. При сплавлении заготовки с кварцевой трубой достигалась одновременно огненная полировка поверхности отверстий, образовавшихся после сплавления. После этого заготовку помещают в раствор плавиковой кислоты. Скорость травления чистого кварцевого стекла в НF составляет величину ≈220

/с. За 4-5 ч травления в плавиковой кислоте отверстия имели диаметр ≈ 4 мм. Для окончательной полировки применяют 49%-ный раствор Н₄F, обладающий полирующими свойствами. После этого в отверстия вставляют штабики диаметром 4 мм, состоящие из кварцевого стекла, легированного бором, и внешнего защитного слоя из чистого кварцевого стекла толщиной 5 мм, штабики изготавливают на станке изготовления заготовок методом МС VD. Заготовку со вставленными боросиликатными штабиками сплавляют на том же станке изготовления заготовок и вытягивают на установке вытяжки в волоконный световод.In the workpiece on a grinding machine, using a grinding wheel with a circular working surface having a radius of curvature R 1 mm, grooves are cut from two diametrically opposite sides to a depth of 1 mm, after which it is placed inside a quartz tube having a wall thickness of ≈ 5 mm and fused with her in the flame of a burner. During fusion of the billet with a quartz tube, fiery polishing of the surface of the holes formed after fusion was achieved simultaneously. After that, the workpiece is placed in a solution of hydrofluoric acid. The etching rate of pure silica glass in HF is ≈220

/with. For 4–5 h of etching in hydrofluoric acid, the holes had a diameter of ≈ 4 mm. For final polishing, a 49% H ₄ F solution with polishing properties is used. After that, pads with a diameter of 4 mm consisting of quartz glass doped with boron and an outer protective layer of pure quartz glass with a thickness of 5 mm are inserted into the holes, the piles are made on a workpiece manufacturing machine using the MS VD method. The workpiece with inserted borosilicate staffs is fused on the same workpiece manufacturing machine and pulled in the hood installation into a fiber light guide.

Волоконные световоды имеют потери ≈ 5,9 дБ/км и длину поляризационных биений L_р=10 мм. Относительно большое значение длины поляризационных биений объясняется тем, что стержни имеют малую степень лигирования кварцевого стекла бором.Fiber optic fibers have a loss of ≈ 5.9 dB / km and a length of polarization beats L _p = 10 mm. The relatively large value of the length of the polarization beats is explained by the fact that the rods have a small degree of ligation of silica glass with boron.

Claims

METHOD FOR PRODUCING A SINGLE-MODE FIBER FIBER by making grooves on the outer surface of the cylindrical billet along it, then placing the billet in the quartz tube and fusing the pipe with the billet, characterized in that, in order to reduce the complexity of the process and improve the optical characteristics of the optical fibers, the grooves are cut to a depth of 1 -2 mm, and after fusion of the quartz tube with the workpiece, it is placed in the etching solution.