Разработка Пермского Политеха предотвратит потерю сигнала при использовании оптоволокна

❋ 4.3

В коммуникационных технологиях, навигации, медицине, нефтегазовой промышленности и даже в космосе для передачи больших объемов информации на дальние расстояния используют оптоволокно. Качество передаваемого сигнала напрямую зависит от наконечника, который механически выравнивает и соединяет концы кварцевых волокон между собой. Оптоволокно должно быть хорошо зафиксировано в наконечнике, чтобы не допустить затухания сигнала и потери информации. Ученые ПНИПУ разработали эффективный способ его крепления в нужном положении с помощью гидрогеля из плавленого кварца и щелочи. Технология обеспечит надежное соединение волоконных линий и лучшую передачу светового сигнала.

ПНИПУ

# гидрогель

# кварц

# оптоволокно

# сигнал

Разработка ученых Пермского Политеха предотвратит потерю сигнала при использовании оптоволокна / © Lightsaber Collection, Unsplash

Статья с результатами исследования опубликована в журнале GLASS AND CERAMICS. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Оптический соединитель – это устройство, в наконечник которого вклеено оптоволокно. Он позволяет быстро подключать и разъединять волоконные линии между собой и с различными устройствами. Качество их соединения напрямую зависит от метода, который используется для сцепления наконечника с оптическим волокном. Важно не допустить между ними зазора, иначе могут возникнуть потери сигнала и ошибки в передаче информации.

В основном наконечники соединителей изготавливают из плавленого кварца (кремнезема) благодаря его высокой химической и механической стойкости. Его используют в работе оптоволокна при повышенных температурах вплоть до 300 °C. Полимерные клеи применять при таких температурах становится невозможным. Кварцевые детали также можно соединять с помощью лазерной сварки, но такое соединение затруднительно при массовом производстве и не гарантирует плотного крепления по всей окружности контакта.

Поэтому сейчас изучаются различные способы соединения волоконных линий и наконечника с использованием химических составов, стабильных при высоких температурах. Ученые Пермского Политеха разработали уникальную технологию получения гидрогеля, который прочно фиксирует оптическое волокно внутри отверстия наконечника.

«Сам соединитель и оптоволокно сделаны из плавленого кремнезема (кварца). Вступая в реакцию с гидроксидом натрия (щелочью), он образует полисиликат натрия – материал, который склонен к гелеобразованию и обладает связующими свойствами. При нагревании он расширяется и закрепляет оптическое волокно в нужном положении. Благодаря такому взаимодействию щелочи с поверхностями деталей мы получили фиксирующий гидрогель», – поясняет научный сотрудник лаборатории рационального природопользования и природоподобных технологий ПНИПУ, кандидат технических наук Марина Красновских.

Внутренняя структура ячеистого материала, полученного при температуре 550 градусов / © Марина Красновских, пресс-служба ПНИПУ

Для проверки метода на практике политехники наносили 0,1 М раствор гидроксида натрия на соединитель со вставленным в него оптическим волокном. После заполнения зазора между деталями изделие помещали в термостат при температуре 90°C на один день, а затем подвергали термообработке при 250°C в течение 15 минут. Это привело к образованию непрерывной ячеистой структуры, которая прочно закрепила оптическое волокно в наконечнике.

Полученный учеными Пермского Политеха гидрогель эффективно фиксирует оптоволокно в наконечнике в необходимом положении. Разработанный метод крепления обеспечивает надежное соединение и не допускает потерю сигнала при использовании оптоволокна в различных областях промышленности.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.