Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО
ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО

ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к производству оптического стекла для изготовления волоконно-оптических элементов. Оптическое стекло включает сердцевину и оболочку. Стекло серцевины содержит, мас.%: SiO2 42 - 53; GeO2 0,5 - 5,0; ZnO 12 - 18; BaO 16 - 24; k2O 4,8 - 9,2; Na2O 3,2 - 6,2; As2O3 или CeO2 0,3 - 0,5; ZnO2 1,0 - 8,0; Y2O3 0,5 - 5,0. Стекло оболочки содержит мас.%: SiO2 58,5 - 65,0; B2O3 15 - 23,0; BaO 0,5 - 2,5; K2O 4,0 - 11,5; Na2O 1,0 - 5,5; Zi2O 0,1 - 1,0; As2O3 или CeO2 0,3 - 0,5; ZnO или MgO 0,5 - 2,0; Al2O3 0,5 - 5,5. Оптическое волокно имеет в среднем ТКЛР равным 83 · 10-7 град-1 и не кристаллизуется. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2051870
Класс(ы) патента: C03C13/04
Номер заявки: 4952997/33
Дата подачи заявки: 03.06.1991
Дата публикации: 10.01.1996
Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "Лыткаринский завод оптического стекла"
Автор(ы): Жуковец Ж.Г.; Поздняков А.Е.; Молев В.И.
Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Лыткаринский завод оптического стекла"
Описание изобретения: Изобретение относится к производству оптического стекла для волоконно-оптических элементов со ступенчатым распределением показателя преломления.
Известно оптическое волокно, содержащее сердцевину состава, мас. SiO2 35-45; Al2O3 3-7; B2O3 9-13; BaO 35-45; R2O 1,2-6; RO 4-11 и стеклянную оболочку состава, мас. SiO2 66-71; Al2O3 4-7; B2O3 7-12; R2O 12-16; MgO или CaO до 2; ZnO, ZrO2, TiO2 0-3. Оптическое волокно имеет апертуру 0,49-0,52 и коэффициент термического расширения стекол жилы и оболочки (80-88).10-7.
Задачей изобретения является повышение числовой апертуры и улучшение цветопередачи.
Конкретные составы стекол приведены в табл.1.
Стекла получают из однородных смесей (шихт) компонентов с применением реактивов с содержанием железа не более 5˙10-4 мас. и других переходных металлов Cu, Mn, Cr, V, Ni, Co не более (5-11)˙10-6мас. (отечественного производства). Смеси шихтных компонентов (массой 3-4 кг) готовят в стерильном боксе. Варку стекол проводят при ≈ 1250-1350оС в электропечи в кварцевом тигле емкостью 5 л с использованием центробежного осветления стекломассы. После осветления стекломассы сердцевины снижают температуру до температуры выработки (≈850оС) и проводят вытягивание штабиков из стекла сердцевины вертикально вверх непосредственно с поверхности стекломассы. Далее направляют стекло оболочки и вытягивают штабик с оболочкой с поверхности расплава. Затем из готовой заготовки вытягивают оптическое волокно, которое характеризуется четкой границей раздела и высоким светопропусканием.
Свойства стекол и оптического волокна приведены в табл.2.
Составы стекол при использовании отечественных шихтных материалов с содержанием железа до 5˙10-4 мас. и переходных металлов до 5˙10-6мас. имеют высокое пропускание, малую склонность к кристаллизации (практически не кристаллизуются за 6 ч) сравнительно низкий ТКЛР ≈ 83˙10-7 град-1/ВС/ и ≈65˙10-7 град-1 /ВО/. По- лученные из них оптические волокна характеризуются повышенным светопропусканием, улучшенной цветопередачей, хорошей прочностью и радиационностойкостью, малыми потерями ( ≈ 50-60 дБ/км), повышенной термостойкостью.
Кроме выполнения первоочередных требований низкого показателя преломления, хорошей химической стойкости, низкой склонности к кристаллизации, необходимо, чтобы ТКЛР стекла оболочки был меньше ТКЛР стекла сердцевины не более, чем на 20˙10-7, а также чтобы значения вязкости стекол сердцевины в оболочки при температуре вытяжки были сравнимы.
Введение новых компонентов, а также выбор указанного соотношения компонентов сердцевины обеспечивает снижение ТКЛР в среднем до 83˙10-7град-1, повышение пропускания, получение практически некристаллизующегося технологического стекла, обеспечивающего улучшенную цветопередачу. Предлагаемое стекло для сердцевины оптического волокна отличается от стекла-прототипа отсутствием оксида кальция, способствующего повышению склонности к кристаллизации, более низким содержанием дефицитного дорогостоящего оксида германия. Введение оксида циркония повышает пропускание и показатель преломления, а введение оксида иттрия повышает показатель преломления. Указанная вариация компонентов обеспечивает значение ТКЛР в среднем 83˙10-7 град -1. Стекло для оболочки α ≈65˙10-7 град-1, nD ≈1,49 совместимо со стеклом сердцевины, что в паре со стеклом сердцевины обеспечивает Δα≈ 20˙10-7 град-1 τ ин=50-52% при l= 10000 мм ⊘ 2 мм.
Формула изобретения: ОПТИЧЕСКОЕ ВОЛОКНО, содержащее стеклянную сердцевину, включающую SiO2, BaO, K2O, Na2O, Li2O и стеклянную оболочку, включающую SiO2, B2O3, Al2O3, K2O, Na2O, Li2O, ZnO или MgO, отличающееся тем, что стекло сердцевины дополнительно содержит GeO2, ZnO, ZrO2, Y2O3, As2O3 или CeO2 и имеет состав, мас. %:
SiO2 - 42 - 53
BaO - 16 - 24
K2O - 4,8 - 9,2
Na2O - 3,2 - 6,2
Li2O - 0,5 - 1,3
GeO2 - 0,5 - 5,0
ZnO - 12,0 - 18,0
ZrO2 - 1,0 - 8,0
Y2O3 - 0,5 - 5,0
As2O3 или CeO2 - 0,3 - 0,5
а стекло оболочки дополнительно содержит BaO, As2O3 или CeO2 и имеет состав, мас.%:
SiO2 - 58,5 - 65,0
B2O3 - 15,0 - 23,0
Al2O3 - 0,5 - 5,5
K2O - 4,0 - 11,5
Na2O - 1,0 - 5,5
Li2O - 0,1 - 1,0
ZnO или MgO - 0,5 - 2,0
ВаО - 0,5 - 2,0
As2O3 или CeO2 - 0,3 - 0,5