Рефераты
Световод со спиралью
Световод с обвивающей его спиралью — это, наверное, красиво, но на самом деле она там нужна для измерения мощности проходящего излучения. Световоды применяются, например, в качестве активного элемента в лазерах, для направления излучения на обрабатываемую деталь в технологических установках и для передачи информации. Для контроля за их работой и нужно знать эту мощность, ведь она может достигать десятков и сотен киловатт. Казалось бы, ничего сложного — но не тут-то было. Есть несколько способов измерить мощность, но у всех есть какие-то недостатки.
Исследователи из Фрязинского филиала Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова навили на световод металлическую спираль. Разумеется, не на само кварцевое оптоволокно, передающее излучение, а на внешний полимерный слой — он тоже прозрачный, но имеет меньший коэффициент преломления, и из-за полного внутреннего отражения луч в него не «заглядывает». Спиралька сделана из 30—150 витков медной проволоки диаметром 0,1 мм, шаг намотки 0,5—1 мм. Из-за намотки проволоки на оптоволокно в нём возникали «микроизгибы», на которых рассеивалась малая часть проходящего по оптоволокну излучения.
Получившееся рассеянное излучение поглощалось спиралью и нагревало её, приводя к изменению измеряемого электрического сопротивления. По величине этого изменения определяли мощность проходящего по оптоволокну излучения. Для улучшения поглощения проволоку покрывали углеродом — это важно потому, что инфракрасное излучение плохо поглощается медью.
Вот так одна проволочка обеспечивала и рассеивание мощности, и её перехват и была датчиком для измерения разогрева.
Храмов И. О., Рябушкин О. А. Исследование разогрева кварцевых волоконных световодов с металлической спиралью проходящим по сердцевине лазерным излучением. Письма в ЖТФ, 2023, вып. 14, с. 31.