Нанесение полимерных оболочек на волоконные световоды из кварцевого стекла тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.19 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Институт химии высокочистых веществ

На правах рукописи

УДК 541. 64: 678. 026: 681. 7. 068. 4. 002 ЛАПТЕВ Александр Юрьевич

НАНЕСЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ ОБОЛОЧЕК НА ВОЛОКОННЫЕ СВЕТОВОДЫ ИЗ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА

(02. 00. 19 - химия высокочистых 'веществ) 02. 00. 06 - химия высокомолекулярных соединений)

АВТОРЕФЕРА1

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Нижний Новгород - 1992 г.

Работа выполнена в Институте химии высокочистых веществ РАН, г. Н Новгород

Научные руководители: доктор химических наук профессор, доктор химических наук

Официальные оппоненты: доктор химических наук Б. К Троицкий

доктор физико-математических наук Е Е Неуструев

Ведущая организация": научно-исследовательский институт химии полимеров им. Е А. Каргина

Защита состоится " ¿¿СС^~) 1992 г. в ¡0 часов на заседании специализированного совета по химическим наукам (Д 003.85.01) при Институте химии высокочистых веществ РАН Г603600, г. Нижний Новгород, ГСП-76, ул. Тропинина, 49)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химии высокочистых веществ РАН

Автореферат разослан У?' ¿.¿££(1$ 1992 г.

А. Е Гурьянов & Д. Семчиков

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат химических наук (Цпки/ С. Е Яньков

Актуальность темы.

Волоконные световоды в настоящее время широко используются в системах волоконно-оптической связи, которые обладают рядом преимуществ по сравнению с обычными системами связи, основными иа которых являются низкие оптические потери, высокая пропускная способность, малые габариты и масса кабелей. В качестве материала световодов, предназначенных для дальних линий связи используется кварцевое стекло высокой степени чистоты СИ. Такое стекло, полученное при помощи метода парофазного осаздения диоксида кремния и легирующих добавок, имеет оптические потери от 2,4 до 1,15 дБ/км на длинах волн 0,8 - 1.6 мкм. Однако их практическое применение невозможно без повышения механической надежности. Для повышения прочности световодов на них наносят защитно-упрочняющие оболочки из полимерных материалов.

К началу данных исследований, конец 70-х годов, было опубликовано небольшое количество работ зарубежных авторов, посвященной этой проблеме. Они не содержали сведений, по составу используемых материалов и по методикам их нанесения, фактически не было исследовано влияние чистоты материала покрытий на прочность световодов, влияние вязкости полимерных композиций, скорости вытяжки волокна на качество получаемых покрытий.

Повышением прочности световодов не ограничивается роль толимерных покрытий. Они могут использоваться в качестве отражающих оболочек в так называемых кварц-полимерных световодах. 5 зарубежной литературе был опубликован ряд работ, где сообщаюсь о получении световодов данного типа, например, в [2,3].

Отечественные публикации полностью отсутствовали.

Крайне немногочисленны и противоречивы были сообщения о влиянии охлаждения на оптические потери световодов различного типа

Отсутствие экспериментальных данных по указанным вопросам затрудняло дальнейшее развитие работ по созданию волоконных световодов и кабелей связи на их основе.

Цель работы.

Целью настоящей работы было:

- подбор полимерных материалов для защнтно-упрочняицих и отражающих оболочек волоконных световодов с малыми оптическими потерями;

- разработка методик нанесения полимерных оболочек различного предназначения;

- исследование влияния полимерных оболочек на физико-механические и оптические свойства световодов.

Исследования проводились в соответствии с постановлениям! Государственного комитета СССР по науке и технике и Распоряжениями Президиума АН СССР, совместными приказами министерств; средств связи и распоряжениями АН СССР.

Данная работа была частью общего исследования по метода получения волоконных световодов на основе кварцевого стекла -предельно низкими оптическими потерями и систем связи на и основе и проводилась совместно с КОФ РАН, ИМХ РАН и НИИХ пр ННГУ.

- 3 -

Научная новизна работы.

Разработаны методики нанесения полимерных оболочек на оптические волокна: первичных, наносимых в процессе вытяжки световодов из растворов полимеров, а такие на основе термо- и УФ-отвергаемых композиций; вторичных - на основе термопластичных полимерных материалов, наносимых экструзионным методом.

Изучены факторы, влиящие на прочность световодов с полимерными оболочками. Установлена необходимость очистки материала первичной оболочки от инородных частиц, что ведет к повышению прочности кварцевых световодов и позволяет получать кварц- полимерные световоды с минимальным уровнем оптических потерь.

Исследован процесс нанесения полиорганосилоксанов на световоды при повышенных скоростях вытяжки. Идентифицированы причины появления дефектов в покрытие.

Исследовано влияние примеси кислорода на процесс фотоот-веридения полиэфируретанакрилатных покрытий, в частности, на скорость нанесения оболочек и физико-механические свойства от-вердденных покрытий.

Изучены пути снижения потерь в волоконных световодах при их охлаждении.

Практическая значимость.

Определены требования к полимерным материалам используемым для защитно-упрочняющих и отражающих оболочек волоконных световодов. Разработаны методики получения качественных полимерных покрытий, в том числе при повышенных скоростях вытяжки

световодов.

Выявлены пути получения световодов высокой.прочности, в частности, при помощи очистки материала первичной полимерной оболочки от инородных частиц.

Шкаэаны пути снижения оптических потерь в световодах различного типа с разными структурами полимерных покрытий при пониженной температуре.

Результаты работы использовались при изготовлении волоконных световодов с низкими оптическими потерями на опьггном участке ИХВВ PAR разработанные волоконно-оптические модули использовались при изготовлении экспериментальных линий связи в г. Зеленограде, Москве и ННэвгороде.

На защиту выносятся:

I

- методики нанесения высококачественных полимерных покрытий различного предназначения на волоконные световоды, в том числе при повышенных, до 100 м/мин, скоростях вытяжки оптических волокон;

- результаты исследования влияния инородных частиц в первичной оболочке на физико-механические и оптические свойства световодов;

- способы получения кварц-полимерных световодов с низким уровнем оптических потерь;

- результаты исследования структур покрытий, обеспечивающих работоспособность световодов при отрицательной температуре.

Апробация работа

Результаты работы докладывались на Всесоюзной конференции по материалам особой чистоты ¡идя волоконной оптики (Горький, 1978), на VI, VII и VIII Всесоюзных конференциях по методам получения и анализа высокочистых веп^ств (Горький, 1981, 1985, 1988), на Всесоюзной конференции по технологии волоконных световодов (Горький, 1982), на VII Всесоюзной научно-технической конференции "Состояние и перспективы развития кабелей связи в двенадцатой пятилетке" (Бердянск, 1986), на Межотраслевой научной конференции "Высокочистые полимерные материалы в технике", (Мэсква, 1987), на Всесоюзной конференции "Щюиэводство кремнийорганических продуктов и применение их для повышения цолговечности и качества материалов и изделий отраслей народ-юго хозяйства" (Нэвочебоксарск, 1988), на Всесоюзной конфе->енции "Волоконная оптика" (Москва, 1990) и неоднократно на ¡сесоюзных семинарах.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 13 статей и 14 тезисов зкладов, получено 2 авторских свидетельства

Объем и структура работы.

Диссертация изложена на 189 страницах машинописного текс-, включает 13 таблиц и 47 рисунков. Работа состоит иа введе-I, литературного обзора, экспериментальной части, выводов и юка цитируемой литературы.

- 6 -

ОСНОВНОЕ СОДЕРНАНИЕ РАБОТЫ.

Введение. Бо введении обоснована актуальность работы, ее научная новизна, сформулированы основные цели исследования. Кратко изложено содержание материала по главам.

Глава I. Литературный обзор. В главе дан краткий обзор по основным типам волоконных световодов, проведен анализ требований к полимерным материалам, используемых в качестве оболочек световодов различного предназначения. Рассмотрено влияние причин, приводящих к ухудшению оптических и физико-механических характеристик световодов.

Глава II. Столика изготовления волоконных световодов. Содержит описание установок для вытяжки волокна из особочисто-го кварцевого стекла и нанесения полимерных оболочек, а также для измерения физико-механических характеристик волоконных световодов и полимерных композиций.

Для нанесения ободочек в процессе вытяжки волокна использовались фильерные устройства с гибким носиком из силиконовой резины и из стекла. Вторично оболочки из термопластичных материалов наносились зкетрузионным методом.

Описан блок отверждения, сконструированный для получения оболочек, отвергаемых под воздействием УФ-излучения. В качестве источника излучения использовались 4 лампы ДРТ - 1000.

При изучении процесса отверждения применялась установка, позволяющая регулировать продолжительность облучения и состаг газовой фазы в зоне полимеризации. Концентрация кислорода I газовой смеси контролировалась при помощи твердоэлектролитно! ячейки на основе стабилизированного диоксида циркония потенци-

омэтрическкм методом [4L

Пленки и волоконные световоды в коротких до 1,2 м длиной кусках испытывались на прочность при помоед разрывной машины. Для испытания длинных кусков световода до километра и более использовалась установка для переметки под натяиэнием.

Глава III. Точность световодов. Посвядзена рассмотрению факторов, влияющих на прочность волоконных световодов.

В 3.1. рассматриваются этапы подготовки кварцевой префо-рш к вытя^кэ волокна Повышение качества поверхности заготовки достигалось при пошщи огневой полировки или хикшческого травления в плавиковой кислоте. Показана равноценность обоих методов подготовки.

В 3.2. приведены экспериментальные результаты по влиянию полимерных материалов и способов их нанесения на прочность кварцевых волоконных световодов.

В результате анализа изготовленных световодов с тонкими 10 - 15 1жм) оболочками показано, что они не обеспечивают высокой механической надежности волокна Вне зависимости от ма-ериала оболочки: лаки АД - 9113, ПАИ - 1, Шидаль 19902.026,

астворы полимеров ФВ-2, Ф - 42, Ф - 32 и другие, прочность

»

ветоводов не превышает величины в среднем равной 2-3 ГПа прочность непокрытого световода составляет величину не более б ГШ).

Исследование физико-механических свойств волокна от тол-ны полиорганосилоксановой оболочки показало, что необходимо носить покрытие толщиной не менее 50 мкм. В тогда время сама лиорганосилоксановая оболочка нуждается в механической защи-

те, так как имеет низкую прочность и износостойкость. Наложение в процессе вьпяхки световода второго дополнительного лакового покрытия приводит к снижению возможного повреждения поли-силоксанового покрытия в том числе при последующем экструзион-ном нанесении упрочняювдэй оболочки из термопластичного материала. Это дает возможность снизить количество низкопрочностных участков световодов, выявляемых при испытаниях световодов длиной в километр и более перемоткой под натяжением.

Наряду с термоотверждаемыми покрытиями представляло большой интерес рассмотреть возможность использования композиций, отверадаемых под воздействием УФ-излучения. Такие композиции были синтезированы в НШХ при ННГУ, которые были использованы для изучения в качестве материалов для оболочек волоконных световодов, фи синтезе полиэфируретанакрилатных олигомеров в качестве исходных продуктов использовались диолы с молекулярной массой равной 400 и 2000.

Исследовались физико-механические свойства данных композиций, отвержденных в атмосфере с содержанием кислорода от 1 до 21 X. Отмечено, что наблюдается индукционный период, величина которого возрастает с увеличением концентрации кислорода. Зависимость жесткости отвержденных образцов от времени облучения носит экспоненциальный характер, связанный с резким возрастанием вязкости системы и уменьшением диффузии реагентов. Жесткость образцов уменьшается с увеличением концентрации кислорода. Исключение составляет композиция, синтезированная на основе диола с Мм - 400, где зависимость жесткости от концентрации кислорода носит экстремальный характер (рис.1). Это объ-

300

400

200

500

100

Е,МПа

ясняется тем, что присоединение кислорода на стадии формирования сетчатого полимера приводит к обрыву растущих полимерных цепей на ингибиторе, что способствует образованию более рыхлой сетки. При концентрации кислорода равной 8 - 101 разрыхление сетки будет облегчать доступ мономера к »¿алоподви-

0 5 10 15 20 жным радикалам, что в свою

Рис. 1. Зависимость жесткости очередь будет приводить к

фотоотверядаемой композиции

от концентрации кислорода в возрастанию плотности сшив-

нии концентрации кислорода разрыхляющий эффект становится фактором, определяющим дефектность сетчатой структуры и приводит к уменьшению иесткости пленок.

Чтобы исключить влияние кислорода, в блоке отверждения покрытий световодов предусмотрена продувка азотом, где содержание кислорода контролировалось потенциометрическим методом.

Разработанная методика позволила вытягивать световоды высокой прочности и предельно низкими оптическими потерями со скоростью до 120 м/мин.

В 3.3. рассмотрено влияние чистоты первичных оболочек на прочность световодов. Этому вопросу в литературе не оказывалось достаточного внимания. Оказалось, что инородные частицы.

зоне облучения.

ки. Ери дальнейшем увеличе-

7,5

го

4,0

t?C

Z С * 5,5 ll?}£)

0,04 0,08 0,12. (j.MKH Pkc. 2. Распределение частиц по размерам в очищенных поли-органосилоксанах.

F.%

90

50

10

. i

X 2 a S • 4

. к« •A3

. >е»

> X а х ®

I 3 <} 5(Г,ГПЯ Рис.3. Зависимость прочности

световода от очистки полиси-

локсана: 1 - исходный, £ С х.

109 част/см 3; 2 - очшзэнный

от частиц микронного размера,

2ГС~10Эчаст/см3; 3,4 - очищэн-

Ные,:£С = 5.107 и 5,5.104

част/см®, соответственно.

которые присутствуют в оболочке, значительно снижают прочность световодов. Как показало исследование, их разшр кзокзт достигать величины равной 18 мки.

Для удаления частиц предложен иэтод (1гш,трации. Были изготовлены образцы полиорганосилоксанов с различной степенью чистоты. Как видно ira ркс. 2 в них отсутствует частицы нжрон-ного разшра, их количество было снижено о ю9 част/см3 до 5.109 - 5,5.107част/см3. Для оценки влияния очистки полиорганосилоксана от взвешенных частиц были вытянуты световоды с оболочками из этих полимерных композиций и измерена их прочность. Результаты представлены на рис. 3. Как видно из рисунка основной вклад в прочность световода вносится за счет удаления частиц микронного

размера, дополнительная очистка лишь незначительно увеличивает прочность световодов. Средняя прочность световодов повышается за счет очистки материала оболочки с 4,8 до 5,8 ГБа К аналогичному выводу приводят результаты перемотки данных световодов под натяжением.

3.4. посвящэн изучению покрытия световодов шлисилокса-новыми композициями с вязкостью от 3 300 до 10 ООО сСт при повышенных скоростях вытяжки световодов. Исследовались полиси-локсаны различных марок СИЭЛ, а тага» ПЗС -1 и 2.

В данных исследованиях использовалась стеклянная фильера с диаметром выходного отверстия равным 0,32 мм. Диаметр вытягиваемого световода поддерживался равным 125 мкм. Колебания диаметра волокна с оболочкой регистрировалось при помощи оптического измерителя диаметра

В отсутствии явления преждевременной вулканизации композиций, в том числе в результате воздействия горячего волокна качество покрытия определяется конструкцией фильеры и свойствами композиций. Для исследованных полисилоксанов нарушение качества покрытия (наплывы, перетяжки, проскок непокрытого волокна происходит при скоростях вытяжки в диапазоне от 75 до 100 м/мин. При меньших скоростях толщина оболочки практически не зависит от вязкости композиции и скорости вытяжки световода В тоже время вязкостью композиции определяется проскок в оболочку пузырей из фильеры. Например, он наблюдался при скорости 70 м/мин для композиции с вязкостью 3 300 сСт и 30 м/мин для 10 ООО сСт.

Глава IV. Оптические свойства световодов. В главе описы-

ваются результаты исследования влияния полимерных оболочек на оптические свойства световодов.

В 4.1. приведены экспериментальные данные по исследованию полимерных материалов, пригодных для использования в качестве отражающих оболочек кварц-полимерных световодов. Основным условием их применения является меньший, чем у кварцевого стекла показатель преломления. Показано, что из всего круга отвечающих этому условию полимерных материалов, фторопласты Ф -2М, Ф - 42, Ф - 32, Ф - 4НА, полиорганосилоксаны, лишь последние обладают достаточно низким уровнем оптического поглощения, что важно при получении световодов с низкими оптическими потерями. Прозрачность полисилоксанов значительно улучшается при их очистке от взвешенных частиц. В окнах прозрачности видимой области спектра оптические потери были снижены в результате очистки с (3,0- 3,3). 104 дБ/км до (1.0 - 2,0). 103 дБ/км, что позволяет снизить влияние отражающей оболочки на потери в световоде до уровня близкого к потерям в кварцевом стекле.

Минимальные потери при апертуре возбуждения 0,24 составили 8 дБ/км при использовании кварцевого стекла КУ - 1 и б дБ/км для КУВИ - 1 на длине волны 0,8 мкм. Разница в потерях обусловлена большим влиянием полосы поглощения гидроксильных групп на длине волны 0,95 мкм. В стекле КУ - 1 их концентрация очень велика, около 0,1%, в то время как в КУВИ - 1 - 4.10_3%.

Оптические потери в кварц-полимерных световодах зависят от апертуры возбуждения: чем ниже апертура возбуждения, тем ближе потери в коротких кусках световодов к потерям в данных кварцевых стеклах. Минимальные оптические потери кварц-поли-

мерных световодов, выполненных из кварцевых стекол КУ - 1 и КУБИ - 1, составляют 5 и 3,7 дБ/км на длине волны 0,8 мкм при апертуре возбуждения 0,06. Установление стационарной апертуры в этих световодах происходит на длине волокна большей 600 метров.

В 4.2. приведены результаты исследования этапов изготовления кварц-полимерных световодов с низким уровнем оптических потерь. Рассмотрено влияние огневой полировки исходного кварцевого стержня и вытяжки волокна при помощи кислородно-водородных горелок на загрязнение кварцевой сердцевины гидроксиль-ными группами. В заготовке контроль содержания гидроксильных групп проводился по ИК - спектру на длине волны 2,73 мкм, что соответствует частоте продольных колебаний ОН - групп. В сердцевине световода содержание ОН - групп оценивалось по пику поглощения на длине волны 0,95 мкм, соответствующему обертону поглощения гидроксильных групп С5].

Исследовались кварцевые стекла с различным содержанием гидроксильных групп. Показано, что огневая полировка вносит (1 - 7).10~4 весХ ОН - групп, в то время как вытяжка волокна -около (17 - 20). 10_4вес%. Приведены спектры потерь кварц-полимерных световодов с различным содержанием ОН - групп.

В 4.3. приведены результаты изучения влияния различных полимерных оболочек на дополнительные оптические потери в световодах типа "кварц - кварц", которые возникают при их охлаждении. Дополнительные оптические потери в световодах появляются в результате микроизгибов волокна из-за значительного различия в коэффициентах термического расширения полимерных мате-

риалов и кварцевого стекла.

На обнаружено возрастания оптических потерь при охлаждении световодов с тонкими полимерными оболочками, так как их влияние незначительно из-за малого поперечного сечения.

В световодах с толстой оболочкой из материалов с резким изменением жесткости в процессе охлаждения (ПБХ, СИЭЛ 159-167, полиэфиракрилат средней жесткости) наблюдается значительное увеличение оптических потерь. Это связано с появлением микроизгибов волокна в результате структурных неоднородностей полимерных материалов. Так, в световодах с оболочкой из СИЭЛ 159 -167 возрастание потерь связано с кристаллизацией данного материала. В тоже время использование некристаллизующэгося поли-силоксана (1ИС) не вносит избыточных потерь при охлаждении световода до -100 °С.

Исследование температурных зависимостей световодов с нек-ристаллизуквдэйся первичной полисилоксановой оболочкой и полиамидной вторичной показало, что при охлаждении наблюдается рост оптических потерь. Причем, чем толще вторичная оболочка, тем раньше происходит увеличение потерь. Микроизгибы появляются как вследствие неконцентричности полимерных оболочек, так и в результате резкого деформирования световода, когда сила продольного сжатия со стороны вторичной оболочки превышает упругое сопротивление кварцевого волокна.

При одинаковой плопеди поперечного сечения вторичной оболочки (Б»0,25 мм2 ) существует оптимальная толщина первичной оболочки, где рост оптических потерь при охлаждении минимален. При более тонкой первичной оболочке амплитуда деформации мень-

вв, то есть радиус кривизны больше, а следовательно, и нитаэ уровень добавочных потерь. В этом случае становится более су-пзэственньм влияние дефектов покрытий.

В 4.4. рассмотрено возникновение дополнительных оптических потерь при отрицательных температурах в световодах типа "кварц- полимер".

В них понижение температуры приводит к возрастанию показателя преломления полидиметилсилоксановой оболочки, причем наиболее резкое при температуре ниге -40 °С, когда начинается ее кристаллизация. При этих температурах показатель преломления достигает величины, характерной для кварцевого стёкла и в результате световод теряет свои светопроводяш^е свойства, то есть потери становятся бесконечно большими.

Очевидны следующие пути распирения рабочего диапазона таких световодов. Во-первых, использование некристаллизующегося покрытия. Ео-вторых, уменьшение показателя преломления силико-иоеого эластомера. В-третьих, использование в качестве материала сердцевины стекла с большим, чем у кварцевого стекла , показателем преломления.

С целью увеличения показателя преломления стекла в ИХВВ РАН методом аксиального осалдения было изготовлено кварцевое стекло, легированное двуокисью германия. В качестве материала для отражающей оболочки испьгганы синтезированный в ИМХ РАН по-лнсилоксан с метилгидридными заместителями, в котором температура кристаллизации снижена до - 60 °С. Результаты измерения низкотемпературных потерь приведены на рис.4, 5. Как видно из рисунка, использование таких материалов позволяет получать

световоды, сохраняющие свою работоспособность до -60 - -100°С.

д Л,ЭБ

15

Л

-10'

-5

-100 -80 -60 -19 -20 0 у <>£ -100 -80 - 60 -40 -10 0

Рис. 4. Зависимость дополнительных оптических потерь-световодов с полисилоксано-вой оболочкой СИЭЛ 159-167 и сердцевиной из кварцевого стекла (кр. 2) и кварцевого стекла, легированного германием (кр. 1).

Рис.5. Зависимость дополнительных оптических потерь световодов с модифицированной полисилоксановой оболочкой и сердцевиной из кварцевого стекла (кр. 2) и кварцевого стекла, легированного германием (кр. 1).

ВЫВОДЫ

1. Разработан метод, смонтирована опытная установка для нанесения полимерных оболочек на волоконные световоды из кварцевого с текла в процессе их выгялки. Метод заключается в пропускании световода через стеклянную фильеру с гибким или жестким конусными наконечниками, заполненную раствором полимера.

либо композициями на основе термоотверддаемых полиорганосилок-санов или фотоотверждаемых полиэфиракрилатов.'

2. Изучены факторы, влияющие на прочность получаемых световодов с полимерными оболочками. Показано,что толщина первичной оболочки, наносимой непосредственно во время вытяжки оптического волокна, долина быть не менее 50 мкм. Наличие в первичной полиорганосилоксановой оболочке инородных частиц заметно снижает прочность световодов, наибольший вклад вносят частицы микронных размеров. При использовании очинённого от таких частиц компаунда средняя прочность световодов повышается с 4,5 до 5,8 ГПа.

3. Исследован процесс нанесения полиорганосилоксановой оболочки при помощи конических фильер открытого типа при повышенных скоростях вытяжки световодов (до 100 м/мин). Установлено, что толщина покрытия не зависит от скорости вытяжки, а определяется диаметром волокна и размером отверстия фильеры. Предельная скорость нанесения оболочки не зависит от вязкости компаунда или его составных частей и равна 75 - 100 м/мин. fe-регулярность покрытия при меньших скоростях вытяжки является результатом преждевременной вулканизации полисилоксана в фильере. Проскок пузырей в оболочку возрастает с увеличением вязкости композиции и скорости вытяжки световодов.

4. Исследовано влияние примеси кислорода на процесс фотоотверждения полиэфируретанакрилатных покрытий. Кислород снижает скорость полимеризации и увеличивает индукционный период.

Еесткость отвержденных покрытий уменьшается с ростом концентрации кислорода в зоне облучения композиций с l&i олигомера, равной 2000. Зависимость жесткости от концентрации кислорода носит экстремальный характер для композиции с Мм олигомера 400 с максимумом в интервале концентраций кислорода б - 10 X. Использование оптимального состава атмосферы в зоне отверждения позволило увеличить скорость покрытия до 120 м/мин.

5. Предложен процесс изготовления кварц-полимерных световодов с низким уровнем оптических потерь. Снижение в полиорга-носилоксане содержания взвешенных частиц до 105 - 107 част/см3 позволяет повысить его прозрачность до 103 дБ/км, что дает возможность получать световоды с потерями, близкими к потерям в исходном кварцевом стекле. Были получены кварц-полимерные световоды с потерями 4-7 дБ/км на длине волны 0,8 мкм.

6. Показано, что причиной увеличения оптических потерь при охлаждении световода является его микроизгибы, которые появляются вследствие кристаллизации первичного полиорганосилок-санового покрытия, а также неконцентричности и дефектов полимерных оболочек и в результате продольного деформирования волокна в пределах вторичного высокомодульного покрытия. Возрастание оптических потерь в кварц-полимерных световодах происходит в основном в результате роста показателя преломления отражающей полимерной оболочки. На основании проведенных исследо-

ваний предложены полимерные материалы и структуры покрытий световодов, устойчивых к температурным изменениям.

ЛИТЕРАТУРА

1. A. R Белов, А. Н Гурьянов, Г. Г. Девятых, Е. 11 Дианов, В.11Кашинский, R Б. Неуструев, R Ф. Хопин. "Получение волоконных световодов с малым содержанием групп ОН в сердцевине методом химического осаждения из газовой фаза "\\2изика и химия стекла, 1882, Т. 8, N1, 97 - 100.

2. S. Tanaka, Т. Inada, Т. Aktmoto, М. Kozima. "Silicon -clad fused - silica - core fibre". \\ Electronics Letters, 1975, v. 11, N 7, 153 - 154.

3. L. L. Blyler, A. C. Hart. "Polymer claddings for optical fiber wavequides". \\ 35th ANTEC Prepr. Soo. Plast. Eng. , 1977, 383 - 387.

4. E H. Чёботин, 11 E Перфильев. Электрохимия твердых электролитов. Я, "Химия", 1978, 32.

5. P. Kaiser, A. R. Tynes, Н. W. Astle, A. D. Pearson, W. G. French, R. Е. Jaeger, А. М. Cherin. "Spectral losses of unclad vitreous silica and soda - lime - silicate fibers".\\ J. of the Optical Society of America, 1973, v. 63, N 9, 1141 -1148.

Основные результаты опубликованы в следующих работах.

1. А. С. Конов, А. Ю. Лаптев, Е. Е Кашигин, А. С. Юпин. "Основные физико-механические характеристики волоконных световодов и пути их улучшения." \\Тезисы докладов Всесоюзной конференции

- 20 -

по материалам особой чистоты для волоконной оптики, 1978.

2. А. С. Конов, А. Ю. Лаптев. "Упрочнявдие полимерные оболочки для волоконных световодов. "\\Тезисы докладов Всесоюзной конференции по материалам особой чистоты для волоконной оптики, 197а

3. M. М. Бубнов, А. Н. Гурьянов, Г. Г. Девятых, Е. Ы. Дианов, А. А. Жданов, А.ЕЗачернюк, А. С. Конов, В. 11. Котов, А. XX Лаптев, А. 11 Прохоров, Т. А. Пряхина, С. Я Русанов, а А. Темниковский. "Волоконные световоды с большим диаметром сердцевины и малыми оптическими потерями. и\\Квантовая электроника, 6, N5, 1979, 1084 - 1085.

4. А. Ц. Андреев, Г. Ю. Боркина, Ы. IL Бубнов, Е. Ы. фанов, Е JL Карпычев, А. С. Конов, А. XX Лаптев, С. М. Ыааавин, Т. А. Пряхина, С. Я Русанов, Е IL Соколов, А. С. Юпин. "Морозостойкие волоконные световоды с сердцевиной на основе кварцевого стекла и оболочкой из силиконовой резины. " \\Квантовая электроника, 7, N10, 1980, 2207 - 2210.

5. А. С. Конов, А. XX Лаптев, л. А. Ялышев. "Упрочняющие полимерные оболочки для волоконных световодов. "\\Межвузовский сборник ГГУ "Излучение веществ для волоконной оптики". Горький, 1980, 47 - 51.

6. IL И Бубнов, Г. Г. Девятых, Б. Ы. Дианов, А. С. Конов, А. КХ Лаптев, С. Р. Нанушьян, А. М. Прохоров, С. Я Русанов, RR Северный, Е. И. Симановская. "Световоды для внутриобъектовых линий связи. "\\Мэжвувовский сборник ГГУ "Получение веществ для волоконной оптики", Горький, 1980, 26 - 30.

7. В. А. Богатырев, И. М. Бубнов, Б. Ы. фанов, А. С. Конов,

А. & Лаптев. "Исследование механической прочности волоконных световодов для систем оптической связи. "\\Квантовая электроника, 8, N4, 1981, 844 - 852.

8. А. С. Конов, А. ¡0. Лаптев, Е Ц. Воротынцев, К И. Чечеткин, К II Бубнов. "Влияние субмикронных частиц в отражавшей оболочке на потери в волоконных световодах типа кварц-полимер. "\\ Тезисы докладов VI Всесоюзной конференции по методам получения и анализа высокочистых веществ,.Горький, 1981, 102 - 103.

9. Е А. Богатырев, Н. М. Бубнов, Е Е Вечканов, А. Е Гурьянов, Е. ИДианов, А. С. Конов, С. В. Лаврищэв, а. Ю. Лаптев. "Высокочистые волоконные световоды, изготовленные методом химического осаждения из газовой фазы. "\\Квантовая электроника, 9, N7, 1982, 1506 - 1509.

10. Е К Беляков, Е М. Воротынцев, Е Г. Карачевцев, А. С. Ко-гов, А. Ю. Лаптев, Ф. А. Махмутов, Е И. Чечеткин, А. С. йпин. "Глубо-сая очистка полиоргансилоксанов от субшикронных частиц мето-[ом ультрафильтрации. "\\ Всесоюзная конференция по технологии олокотых световодов. Тезисы докладов, Горький, 1982, 10

1.

И. Ы. М. Бубнов, А. С. Конов, Е С. Карпычев, А. Ю. Лаптев, . И Назавин, 0. Я Русанов, Е И. Соколов, А. С. Шин. "Получение олоконных световодов с малыми оптическими потерями на основе эзводного кварцевого стекла и с отражающей полимерной оболоч-эй. "\\Всесоюзная конференция по технологии волоконных свето-эдов. Тезисы докладов, Горький, 1982, 37 - 38.

12. А. С. Конов, А. Ю. Лаптев, Е Я Воротынцев, Е И. Чэчеткин, М. Бубнов. "Влияние субмикронных частиц в отражающей оболочке

на потери в волоконных световодах типа кварц-полимер. "\\Полу-чение и анализ чистых вещзств. Сборник научных трудов, Горький, ГГУ, 1982, 48 - 50.

13. А. С. Конов, А. Ю. Лаптев, Е. К Кашигин, А. С. Кшн, ЕЕВечканов. "Основные физико-механические характеристики волоконных световодов и способы их улучшения. "\\Получение и анализ чистых веществ. Сборник научных трудов, Горький, ГГУ, 1982, 51 - 54.

14. Г. Г. Девятых, А. С. Юпин, 3. А. Тихонова, Ю. Д. Семчиков, Т. Е Бревнова, Н Ф. Чэрепенникова, А. Ю. Лаптев, А, С, Конов. "Композиция для отражающих ободочек оптического волокна." Авт. свид. N116677 от 20.12. 83.

15. А. Ю. Лаптев, А. С. Конов, А. А. Абрамов, В. А. Богатырев, М. М. Бубнов, В. И. Чечеткин. "Влияние очистки полисилоксанов от взвешенных частиц на оптические и механические свойства световодов. "\\V II Всесоюзная конференция по методам получения и анализа высокочистых вещэетв. Тезисы докладов, Горький, ИХ АН СССР, 1985, ч. 2, 110.

16. А. С. Конов, В. Л Балакирская, А. А. Абрамов, А. Ю. Лаптев, Е А. Богатырев, Г. ¡0. Боркина "Влияние защитных покрытий из пластизоля поливинилхлорида на оптические потери и прочность волоконных световодов. "\\V II Всесоюзная конференция по метода), получения и анализа высокочистых веществ. Тезисы докладов, Горький, ИХ АН СССР, 1985. 4.2, 111.

17. А. А. Абрамов, В. Л Балакирская, а А. Богатырев, М М. Бубнов, А. С. Конов, А. КХ Лаптев, В. Е Мяков, Е А. Савельев, И. R Филимонов. "Исследование характеристик волоконных световодов в по-

лиамвдном и поливинилхлоридном вторичных покрытиях. "\\VII Всесоюзная научно-техническая конференция "Состояние и перспективы развития кабелей связи в двенадцатой пятилетке." Тезисы докладов, Бердянск, 1986 , 64.

18. ИМ. Бубнов, А. В. Гречко, А. С. Конов, А. К1 Лаптев, В. И. Старкин, И. R (Еилимонов. "Влияние чистоты полиорганосилок-сановой оболочки световодов на их прочность." ЧУТезисы докладов межотраслевых научных конференций, совещаний, семинаров. "Высокочистые полимерные материалы в технике", Мэсква, 1987, 16 - 17.

19. М. М. Бубнов, А. R Гречко, А. С. Конов, А. Ю. Лаптев, R И. Старкин, И. R Филимонов. "Исследование зависимости прочности световодов от чистоты их оболочек на основе полиорганосилоксанов. "\\Высокочистые вещэства, 1988, 213 - 215.

20. А. R Гречко, С. Ю. Катаев, А. KL Лаптев, RA. Савельев, А. R Саркисов, 3. А. Тихонова, И. R Филимонов. "Влияние примеси кислорода на.кинетику фотоотверждения композиции на основе по-лиэфируретанакрилатов. "WVIII Всесоюзная конференция по методам получения и анализа высокочистых веществ. Тезисы докладов. Горький, ИХ АН СССР, 1988, ч. 2, 244 - 245.

21. А. А. Абрамов, Ы. М. Бубнов, А. С. Конов, А. Ю. Лаптев, Т. R Махрова, R Е Шков, R А. Савельев, С. R Силкина, И. R Филимонов. "Зависимость дополнительных оптических потерь световодов на основе высокочистого кварцевого стекла от толщины их защитно- упрочняющих полимерных оболочек. "WVIII Всесбюзная конференция по методам получения и анализа высокочистых веществ. Тезисы докладов, Горький, ИХ АН СССР, 1988, ч.2, 250 - 251.

- 24 -

22. Г. Г. Девятых, А. С. Конов, В. Л. Балакирская, А. Ю. Лаптев, К К Мозжухин, Л. В. Берегов. "Способ изготовления волоконного световода." Авт. свид. N1410434 от 15.03.88.

23. А. Е.Гречко, С. II Катаев, А. XI Лаптев, Е Е Ыяков, Е А. Савельев, И. Е Сидоркина, 3. А. Тихонова, И. Е Филимонов, Л. Е ХЬхлова. "Применение быстроотверждаемых полимерных композиций для оболочек волоконных световодов. "\\Всесоюзная конференция "Волоконная оптика". Тезисы докладов, Москва, 1990, 322.

24. С. Ю. Кашаев, 3. А. Тихонова, & А. Копылова, Е Д. Семчиков, А. 1й Лаптев, Е Е Неводчиков. "Изучение технологических аспектов нанесения олигоэфируретан-акрилатных композиций на кварцевые световоды методом ЭПР. "\\Всесогзная конференция "Волоконная оптика". Тезисы докладов, Москва, 1990, 323.

25. А. Е Гречко, С. Ю. Кашаев, А. Ю. Лаптев, Е А. Савельев, А. Е Саркисов, 3. А. Тихонова, И. Е Фшимонов. "Влияние примеси кислорода на кинетику фотоотверждения композиций на основе по-лиэфируретанакрилатов." \\Бысокочистые вещества, 1990, N4, 217 - 219.

26. А. Ю. Лаптев, ЕНМяков, Е А. Савельев, К. Д. Семчиков. "Исследование нанесения.полиорганосилоксановых покрытий волоконных световодов. "\\Рукопись депонирована в ВИНИТИ 23.05.91., N2129 - В91.

27. Г. Г. Девятых, КХ Д. Семчиков, 3. А. Тихонова, С. Ю. Кашаев, НА. Копылова, А. Ю, Лаптев. "Исследование процесса отверждения полимерного покрытия на световоде методом ЭПР. "\\ДАН СССР, 1991, 319, N4, 884 - 886. 7