Plastics_12_2_2013

w w w . p l a s t i c s . r u ИЗДЕЛИЯ И ПОЛУФАБРИКАТЫ П Л А С Т И К С № 1 2 / I I ( 1 3 0 ) 2 0 1 3 лимерной оболочкой. Кварц-полимерные ОВ с диаметром световедущей сердцевины 0,25-1,2 мм и нанесенным на ОВ вторичным защитным покрытием из термопластичных полимеров получают непосредственно на вы- тяжной установке фильерным способом во время вытяжки. В качестве термопластичных полимеров используются полиамиды ПА- 610, ПА-12Э и сополимер тетрафторэтилена с этиленом. В качестве первичных в таких ОВ используются защитные покрытия из мягких кремнийорганических эластомеров. Эти ОВ широко применяются для передачи оптиче- ского излучения в измерительных, медицин- ских, технологических и научных целях. И у оптических волокон из кварцевого стекла, широко применяемых в передаче данных, и у полимерных оптических волокон принципиальное строение одинаково. Кварц имеет четкую кристаллическую решетку, не обладает гибкими свойствами, поэтому световодыиз него приходится делать очень тонкими. При этомминимально допустимый радиус изгиба уПОВ, несмотря на то, что они толще, может быть даже меньше, чем у кварцевых оптических волокон. Полимерные оптические волокна доста- точно гибки, и при большом диаметре (из них можно изготовить световоды диаметром и 500 мкм, и 1000 мкм, и даже больше) подать излучение в такие сердечники гораздо легче. К тому же при таких размерах не предъявля- ется очень строгих требований к точности из- готовления коннекторов (разъемов в оптово- локонной технике). Если в коннекторах для кварцевых световодов допуски лежат в диапа- зоне от долей микрона до нескольких микрон (для одномодового—строже, для многомодо- вого допускишире), то в полимерномоптово- локне диаметром 1000 мкм в такой точности нет необходимости. Поэтому производство ПОВ существенно дешевле. Первые полимерные волокна имели сер- дечник с диаметром 980 мкм при толщине оболочки 20 мкм. Показатель преломле- ния материала сердечника был равен 1,492, оболочки — 1,417, числовая апертура равна 0,47. Этот показатель определяет макси- мальный угол между осью и лу- чом, для которого выполняются условия полно- го внутренне- го отражения при распространении оптиче- ского излучения по волокну. Синус такого критического угла называется числовой апертурой оптоволокна NA и определяется через абсо- лютные показатели преломления сердцевины N 1 и оболочки N 2 по формуле: NA= √ N 1 2 -N 2 2 . Числовая апертура характеризует эффек- тивность ввода световых лучей в оптическое волокно и зависит от конструкции волокна. Минимальный коэффициент затухания в такомволокне был равенпримерно 300 дБ/км на длине волны 580 нм. Впоследствии коэф- фициент потерь был снижен до 8 дБ/км. Для кварцевых ОВ характерен показатель преломления сердцевины в диапазоне от 1,46 до 1,48, в то время как у ПОВ диапазон не- сколько шире — от 1,3 до 1,6, в зависимости от используемого типа полимера, хотя не- которые из них тоже оказываются в области значений 1,4. Еслисравниватьоптоволоконныекабелисо стекляннымсердечникомикабелис сердечни- комизполимерныхматериалов, то, хотявПОВ затухание световых лучей больше, это искупа- ется легкостьюмонтажа и низкой стоимостью соединительных элементов — коннекторов. Кроме того, для соединения оптических кабе- лей с полимерным сердечником коннекторов требуется гораздоменьше, ионимогут бытьиз- готовленыиздешевыхполимерныхматериалов методомлитьяподдавлением.Наряду снизкой стоимостью к достоинствам полимерных во- локон можно отнести большой диаметр сер- дечника и большое значение числовой апер- туры. Это дает возможность использования в качестве источников оптических сигналов дешевых полупроводниковых лазеров и све- тодиодов с большими размерами излучающих площадок. Еще одним преимуществом является то, что полимерные оптические волокна упруги и способны выдерживать значительно боль- шие деформации растяжения, чемкварцевые. ПОВ обладают большей механической проч- ностью, выдерживают многократные изгибы. В отличие от кварца, полимерная масса не тускнеет под воздействием гамма-излучения. Если в передаче данных по кварцевым све- товодам задействованы длины волн инфра- красного диапазона от 850 до 1550 нм (или длиннее), то в полимерных волокнах пере- дача ведется в видимом диапазоне, посколь- ку доступные окна прозрачности полимеров приходятся именно на эту область. Получение ПОВ Изготовление полимерного оптического волокна осуществляют с помощьюшнеково- го экструдера с вакуумной зоной. 62