Разработана технология создания чувствительных оптических устройств
13.01.2023
Оптоволокно — это
стеклянные нити, позволяющие передавать световой сигнал на большие расстояния
без потерь и с высокой скоростью. Малые габариты, низкое энергопотребление,
устойчивость к перепаду температур и агрессивным средам позволяют использовать
кварцевые волокна для лазеров, гироскопов, передачи данных в нефтяных скважинах
и даже в космосе. В связи с этим требования к оптоволокну по прочности,
радиационной стойкости, температуре эксплуатации и иным свойствам постоянно
возрастают. Ученые Пермского Политеха совместно с коллегами из ИФМ УрО РАН
города Екатеринбурга собрали экспериментальную установку, которая позволила
исследовать воздействие магнитного поля на плазменную искру, движущуюся в
оптическом волокне. Результаты данного исследования помогут в разработке
методик формирования внутриволоконных микроскопических структур, на основе
которых можно создавать чувствительные оптические датчики или рассеиватели
излучения.
![(jpg, 69 Kб)](/FStorage/Download.aspx?id=848c644a-e043-4441-a678-37eb943f9ae7)
Схема установки для
проведения эксперимента.
Исследование
опубликовано в «Journal
of Optical Technology». Разработка выполнена в рамках программы
академического стратегического лидерства «Приоритет 2030».
В экспериментах образец
оптического волокна помещался между полюсами сверхмощного постоянного магнита.
В один из концов образца оптоволокна подавалось лазерное излучение, а другой
конец подводился к измерительному прибору для определения оптической мощности.
Далее производилось инициирование лазерного пробоя в волокне, что приводило к
возникновению сине-белой вспышки (плазменной искры), которая двигалась по
оптическому волокну. При распространении плазменная искра взаимодействовала с
магнитным полем и образовывала причудливые микродефекты в оптоволокне. Весь
процесс фиксировался на высокоскоростную видеокамеру. Было произведено
микроскопическое исследование срезов оптического волокна.
— В условиях
проведенного эксперимента было доказано, что магнитное поле имеет влияние на
размер, форму и скорость движения плазменной искры вдоль волокна. Так, в
испытуемом образце появилась структура микронеоднородностей, заполненных
кислородом, с пулеобразной формой, которая в дальнейшем может быть использована
как чувствительный элемент для оптического датчика или оптического рассеивателя
излучения, — поясняет научный руководитель проекта,
заведующий кафедрой общей физики Пермского Политеха, доктор
физико-математических наук, доцент Анатолий Перминов.
Полученные в ходе
работы данные позволят создать оптоволоконные устройства с повышенными
эксплуатационными характеристиками. Такие устройства находят широкое
применение, например, для контроля параметров в нефтяных скважинах, подводных
лодках, летательных аппаратах и атомных электростанциях. Оптоволоконные
рассеиватели излучения применяются в медицине.
Информация и фото
предоставлены пресс-службой ПНИПУ.