CC BY
3ВКВ0-2023- СТЕНДОВЫЕ
РАДИАЦИОННАЯ СТОЙКОСТЬ ОДНОМОДОВОГО КВАРЦЕВОГО СВЕТОВОДА С КИСЛОРОДНО-ДЕФИЦИТНОЙ СЕРДЦЕВИНОЙ ПРИ ДОЗЕ ОБЛУЧЕНИЯ 1 МГР
Ероньян М.А.*, Ключникова Е.Л., Цибиногина М.К., Унтилов А.А.
АО««Концерн «Центральный научно-исследовательский институт ««Электроприбор», Россия * E-mail: eronyan@mail.ru DOI 10.24412/2308-6920-2023-6-405-405
Один из наиболее эффективных технологических приемов, направленных на повышение радиационно-оптической устойчивости кварцевых оптических волокон (ОВ), заключается в получении дефицитной по содержанию кислорода сердцевины из чистого кварцевого стекла. Так, в [1] показано, что создание восстановительных условий получения кварцевого стекла сердцевины для фторсиликатных многомодовых световодов приводит к снижению наведенного радиацией затухания (НРЗ) при высокой дозе гамма облучения, равной 1 МГр.
Для одномодовых фторсиликатных ОВ с кислородно-дефицитной сердцевиной исследования влияния таких радиационных доз на НРЗ не проводилось. В отличие от многомодовых волокон в одномодовом режиме излучение распространяется во фторсодержащей оболочке, что может оказать существенное влияние на радиационную стойкость ОВ [2].
Цель настоящей работы заключалась в исследовании специфики изменения НРЗ одномодовых фторсиликатных ОВ с дефицитной по кислороду сердцевиной после гамма облучения дозой 1МГр.
ОВ с сердцевиной из кислородно-дефицитного кварцевого стекла и фторсиликатной оболочкой изготовлены известным MCVD методом [3]. Затухание в волокне длиной 5 км измеряли методом обрыва с использованием спектроанализатора марки «Yokogawa AQ6370C». Оптические потери до облучения волокна были на уровне 0,18 и 0,3 дБ/км на длине волны излучения 1,55 и 1,31 мкм, соответственно. Поглощение примесными ОН группами на длине волны 1,38 мкм не превышало 2 дБ/км.
Облучение отрезка ОВ длиной 200 м осуществляли с использованием у источника 60Co при температуре 25 оС, мощности дозы гамма облучения 5,5 Гр/с и суммарной дозе 1 МГр. НРЗ в волокне измерены после 2 часов, 3 и 10 месяцев.
Через 10 месяцев НРЗ полностью исчезает на длине волны 1310 нм, а в спектральной области 1550 нм остается на уровне 3 дБ/км (рис. 1). Такая специфика облучения обусловлена, скорее всего, распространением излучения в материале фторсодержащей оболочки, содержание кислорода в которой выше, чем в сердцевине. Гамма облучение такого стекла может приводить к устойчивой деструкции стеклообразной матрицы и изменению ее фононного спектра [4].
Многомодовые фторсиликатные ОВ с сердцевиной из кварцевого стекла, полученного в восстановительных условиях через три месяца после гамма облучения той же дозой (1 МГр) имели наведенные радиационной обработкой оптические потери в два раза выше [1], чем представленные в настоящей работе одномодовые световоды. Этот факт может свидетельствовать о разной степени дефицита кислорода в кварцевом стекле сердцевины сравниваемых фторсиликатных ОВ.
Следует ожидать, что формирование дефицита кислорода как в сердцевине, так и во фторсодержащей оболочке одномодовых световодов может способствовать дальнейшему повышению их радиационно-оптической устойчивости.
30
25
20
го Ж
15
10
5 -
0
1200
1300 1400 1500
Длина, волны
Рис. 1. НРЗ в ОВ после облучения через: 2 часа (1), 3 месяца (2) и 10 месяцев (3)
1600
Литература
1. Tomashuk A.L., et al, IEEE Trans, Nucl. Sci. 45, 1566-1569 (1998)
2. Devetyarov D.R., Eronyan M.A. Mater. Lett. 293, 131948 (2022)
3. Eronyan M.A., et al, Mater. Lett. 292, 129628 (2021)
4. Brichard B, et al, J. appl. phys. 103, 054905 (2008)
№6 2023 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2023»
www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru 405
