CC BY
65
И. Г. Кирин, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры естественнонаучных и математических дисциплин, ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный институт менеджмента» e-mail: igkirin@rambler.ru
СПЕЦИАЛЬНЫЕ РАДИАЦИОННО-УСТОЙЧИВЫЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЕ КАНАЛЫ
Предлагаемый обзор посвящен вопросам защиты от воздействия радиации волоконно-оптических каналов информационно-измерительных систем и датчиков, рассчитанных на использование в зонах с ионизирующим излучением. Рассмотрено влияние ионизирующего излучения на световоды, эффект повышения радиационной стойкости световодов за счет обратимого обесцвечивания наведенного в них радиацией поглощения, необратимое фотообесцвечивание наведенного в световодах радиацией поглощения мощным лазерным излучением, а также математическое моделирование разогрева световода защищающим от радиации лазерным излучением. Кроме того, представлены результаты исследований по управлению процессом разогрева световода проходящим по нему защищающим лазерным излучением и лучевой прочности световодов, определяющей допустимую мощность защищающего лазерного излучения.
Ключевые слова: радиация, защита, технология изготовления световодов, лазерное излучение, управление разогревом световода защищающим лазерным излучением, лучевая прочность световода.
Волоконно-оптические каналы имеют неоспоримые преимущества перед традиционными каналами передающих электрических сигналов, обладают простой интеграцией в сложную систему мониторинга и телекоммуникации [2].
В настоящее время разработано и серийно выпускается широкая номенклатура различного рода волоконно-оптических каналов и волоконно-оптических систем. Практическое же использование уникальных диагностических и телекоммуникационных свойств волоконно-оптических систем в составе установок, в процессе работы которых возникает радиация пока еще ограничено. Это обусловлено достаточно высокой чувствительностью световодов к различному виду ионизирующего излучения [53]. В значительной мере технологии, химический состав, структуры профиля показателя преломления световодов, разработанные на сегодняшний день, позволяют создавать и серийно выпускать как устойчивые к воздействию радиации световоды, так и световоды, обладающие селективной чувствительностью к видам радиоактивного излучения, дозе или мощности дозы этого излучения. Эти световоды уже достаточно широко применяются в составе различного рода дозиметрах и охранно-сигнали-зирующих системах [38].
В предлагаемом обзоре рассматриваются некоторые подходы, позволяющие создавать аналоговые и цифровые волоконно-оптические системы передачи информации, и диагностические системы, способные работать в условиях действия радиации.
Обзор состоит из двух частей. В первой части рассмотрены вопросы влияния ионизирующего излучения на световоды, повышение радиационной стойкости волокон. Обратимое обесцвечивание, необратимое фотообесцвечивание поглощения, наведенного в волоконных световодах радиацией мощным лазерным излучением. Во второй части обзора рассмотрены вопросы математического моделирования разогрева световода лазерным излучением, управление процессом разогрева световода проходящим по нему защищающим лазерным излучением и лучевой прочности световодов.
Часть 1
Влияние ионизирующего излучения на световоды. Реакция на облучение волоконных световодов проводит с физической точки зрения к трем основным явлениям: увеличение оптического затухания, люминесценции и механическим повреждения [2-9].
При небольших потоках и дозах (до 105 106 рад) действие на волоконные световоды а, в -частиц, протонов, рентгеновского излучения
приблизительно эквивалентно действию гамма-излучения с той же поглощенной дозой [5].
Увеличение затухания или наведенное оптическое затухание волокна под действием радиации является результатом ионизации его вещества. Под действием радиации разрушаются электронно-химические связи, образующие матрицу стекла, создаются новые уровни энергии электронов и между ними становится возможным электронные переходы. Многие из этих переходов создают дополнительные полосы поглощения или излучения в соответствующих областях спектра.
Для объяснения физической сути наведенного затухания в кварцевом стекле широко используется электронно-дырочная модель образования центров окраски в оптической структуре стекла под действием радиации. В соответствии с этой моделью в кварцевом стекле, основой которого является окись кремния, регулярной и самой сильной связью является связь Si-O2 в кварцевом тетраэдре, где каждый атом крепко связан с четырьмя атомами кислорода. Дефектом кварцевого стекла считается любое существенное искажение этой регулярности сетки [13, 24, 25]. При воздействии радиации происходит выбивание электронов с регулярных и дефектных связей и их обрыв. Наличие структурных дефектов в стекле делает возможным локализацию части электронов и дырок в зарядовых «ловушках» и образование центров затемнения, имеющих полосы поглощения перекрывающих ультрафиолетовый и ближний ИК-диапазон [26-31].
Если наведенное затухание является результатом появления дополнительных полос поглощения из-за воздействия ионизирующего излучения, то люминесценция является в этом смысле обратным процессом. Она обусловлена электронно-дырочной рекомбинацией, процессом Черенкова или снятием возбужденного атома [27, 28, 30].
Радиация уменьшает прочность и стойкость к истиранию кварцполимерных волокон, повышает хрупкость полимерных покрытий, что создает дополнительные трудности, так как деградация поверхности раздела между кварцевой и полимерной оболочной может привести к дополнительному увеличения затухания в волокне. Эти процессы наблюдаются при дозах 105 рад [26, 28].
Изменение механической прочности волоконных световодов связано со структурным
изменением волоконцах световодов. Известно, что облучение стекла у излучением с дозой вплоть до 109 рад практически не изменяет его прочность [2, 3]. Механические свойства волоконных световодов изменяются в основном при воздействии быстрых и тепловых нейтронов, которые способны привести к изменению фазового состояния и плотности стекла, образованию точечных и объемных дефектов, вызывающих образование внутренних напряжений и деформаций, изменению геометрических размеров сердцевины волоконных световодов. Кроме того, под действием потока нейтронов на границе сердцевина - оболочка может происходить образование дефектов и изменение свойств отражающей оболочки.
Влияние на механические свойства волоконных световодов радиации можно ослабить, изменив состав и число защитных покрытий, например, включением в состав световода промежуточного спец. лака АD [2] или нанесением поверх оболочки покрытия из полимера.
Радиационно-наведенное поглощение - один из главных параметров, характеризующих воздействие ионизирующего излучения на волоконные световоды. Оно определяется следующими факторами: условиями облучения, составом материала, и конструкцией волоконного световода.
Среди наиболее важных параметров, характеризующих условия облучения (вид излучения, характер излучения, мощность дозы, доза), основным параметром на наведенное радиацией поглощение волоконных световодов является доза облучения. При этом характер дозовой зависимости наведенного поглощения в первую очередь определяется материалом сердцевины и оболочки световода. К настоящему времени эти зависимости для различных типов волоконных световодов изучены до значений порядка 109 рад.
Однозначного влияния на наведенное радиацией поглощения в волоконных световодах на сегодняшний день не установлено - имеются данные, подтверждающие как наличие, так и отсутствие зависимости величины наведенного радиацией поглощения от мощности дозы. Это кажущееся противоречие связно с тем, что при действии радиации на волоконные световоды протекают два процесса: образование центров окраски и их уничтожение. Когда превалирует процесс образования центров окраски - величина наведенного радиацией поглощения зави-
сит от мощности дозы и наоборот. Таким образом, существует некоторое пороговое значение мощности дозы, при котором скорости обоих процессов равны. Величина этой мощности дозы строго индивидуальна для каждого конкретного типа волоконных световодов, из-за того, что на нее могут влиять состав материала сердцевины и оболочки, чистота используемых материалов, технология изготовления.
Сравнение непрерывного и импульсного воздействия радиации на волоконные световоды позволяет заключить, что при равных дозах наведенного поглощения потери обычно меньше при стационарном, чем при импульсном облучении.
Значительное влияние на радиационную стойкость волоконных световодов оказывает состав его материала. В настоящее время, основными примесями, вводимыми в кварцевые волоконные световоды, являются германий и фосфор, повышающие коэффициент преломления, а также бор и фтор, понижающие его. Именно эти примеси используются для получения требуемых свойств волокна как волно-водной структуры.
При этом легированные германием волоконные световоды имеют меньшие наведенные потери до доз ~ 104 рад, после чего меньшие потери имеют ужу нелигированные световоды [3-5]. В целом же введение германия не изменяет характер релаксации наведенного поглощения.
Фосфор, введенный в волоконные световоды, при стационарном облучении вызывает небольшие наведенные радиацией потери в широком интервале длин волн от 0,5 до 1,7 мкм, независимо от того легирование производится только им, или же в составе легирующих добавок использованы и другие элементы [3, 6-8]. При импульсном облучении фосфоросодержащие волоконные световоды в момент воздействия имеют меньшие потери, чем волокна без него, но со временем, после окончания облучения, это преимущество исчезает. Это обусловлено тем, что наведенные радиацией потери в волоконных световодах без фосфора интенсивно реагируют, а наведенные радиацией потери фосфоросодержащих волокон остается практически неизменным.
Легирование волоконных световодов бором, из-за того что его изотоп В10 имеет очень большое сечение поглощения нейтронов, при облучении мощным потоком нейтронов проис-
ходит смещение атомов, приводящих к изменению плотности материала и его показателя преломления, что может привести к потере его световодных свойств.
Исследование релаксации наведенных радиацией потерь в волоконных световодах, легированных германием и бором [6-8], показывали, что в момент импульсного электронного облучения до 3,7 • 103 рад величина потерь на ^=0,82 мкм примерно в пять раз больше, чем у таковых легированных только германием. Спустя одну секунду эти волокна уже имеют одну и ту же величину потерь, причём основное время наведения радиацией потерь происходит в течение 10-4 ^ 10-1 с.
Исследования влияния фтора на наведенные радиацией потери в волоконных световодах показали, что волокна с сердцевиной из синтетического нелигированного кварца с оболочкой из кварца легированной стойкостью. При равной разности показателей преломления сердцевины и оболочки волоконных световодов с сердцевиной из чистого кварца и фторированной оболочки менее чувствительны к облучению и быстрее восстанавливаются, чем волокна с сердцевиной, легированной германием и легированной оболочкой. Эти выводы получены на Х=1,3 мкм при облучении до 4^105 рад [3, 4]. Введение же в сердцевину таких волокон даже незначительного количества хлора вызывает значительное увеличение наведённых радиацией потерь [2, 8], соответственно для изготовления радиационно-устойчивых оптических волокон необходима высокая исходная материалов от хлора.
Образование радиационных центров окраски в чистом кварце обусловлено занятием положительных дырок несвязанными атомами кислорода. Для комплектации такого дефекта возможно использование добавки, являющейся электронным донором, каким являются элементы V группы периодической системы, например сурьмы, мышьяка и т.д. Экспериментальные данные, проведенные в волоконных световодах, уже легированных германием и фосфором при введении сурьмы в серцевину, подтверждают такую возможность.
Значительно чаще, чем сурьма, для повышения радиационной стойкости волоконных световодов используется церий. Предлагается [2, 3], что одной из причин повышения радиационной стойкости в этом случае является довольно лёгкий захват ионами церия электронов
и дырок, образующихся при радиоактивном облучении.
Особо важно то обстоятельство, что введение незначительного количества церия существенно уменьшает отрицательное воздействие фосфора на радиационную стойкость волоконных световодов.
Очень существенное влияние на уровень наведённых радиацией потерь в волоконных световодах оказывают гидроксильные группы ОН. При концентрации гидроксильных групп в волоконном кварцевом световоде до облучения 10-9 кривая оптических потерь после облучения в интервале длин волн от 0,6 до 1,8 мкм имеет резкий спад в области 0,6 + 0,85 мкм, затем спад несколько уменьшается, достигая минимума в области 1,55 + 1,6 мкм, и далее вновь имеет резкий подъём. Именно этот вид спектра наведённых потерь и объясняет перевод всех волоконно-оптических линий связи на рабочие длины волн 1,3 и 1,55 мкм. На практике концентрация гидроксильных групп значительно больше и достигает 2 1300^10-6. Соответственно на кривой спектра наведённых радиацией потерь появляются пики при ^=1,63; 1,725; 0,825; 0,875; 0,95;1,4; 1,25; 1,39 мкм, интенсивность которых увеличивается с ростом концентраций групп ОН. Если же гидроксиль-ные группы присутствуют и в сердцевине волокна, то в спектре наведённых радиацией потерь присутствуют пики на длинах волн от 0,46 до 0,63 мкм. Высота этих пиков также растёт концентрация ОН и дозы облучения [5].
В области же длин волн от 0,80 до 0,85 мкм влияние гидроксинов совершенно другое: при облучении волоконных световодов дозами 104 + 105 рад наведённые радиацией потери выше у волокон с меньшим содержанием гидрок-сильных групп [5].
Исследования радиационной стойкости высокочистого синтетического кварца, используемого в качестве материала сердцевин оптических волокон при у-облучении до высоких 105 + 108 рад показали, что потери «мокрых» (концентраций ОН 1200 ррм) образцов на 1,06 мкм несколько ниже, чем потери «сухих» (концентрация ОН 5 ррм) 46 образцов. Однако в интервале длин волн от 0,6 до 0,7 мкм, наоборот, потери «сухих» образцов незначительно ниже потери «мокрых» образцов.
Величина наведённых радиацией потерь в волоконных световодах зависит и от таких параметров конструкций волоконных световодов,
как диаметр серцевины, профиль показателя преломления, толщина оболочки, вид защитного покрытия. Так, кварц-полимерные волокна с диаметром серцевины 200 мкм в два-три раза более радиационно устойчивы, чем волокна с диаметром серцевины 125.
Вклад в уровень наведённых радиацией потерь вносит и оболочка волокна: «сухие» кварц-полимерные световоды с тонкими оболочками менее чувствительны к облучению и восстанавливаются лучше, чем световоды аналогичного состава, но с более толстыми оболочками [2, 5]. Однако существует предельная толщина оболочки, после которой потери начинают расти.
Волокна со ступенчатым профилем показателя преломления более стойки к воздействию - излучения, чем волокна с градиентным профилем показателя преломления.
Кроме того, существенное влияние на радиационную устойчивость волоконных световодов влияет технология изготовления световодов: получение заготовки и вытягивание из нее волокна. В части получения заготовок существенное влияние оказывают парциальные давления газов, участвующих в реакции (кислород, хлор и т.д.). В процессе же вытягивания из заготовки волокна, в волокне возникают деформации и дефекты, а также происходит нарушение межатомных связей, идентичных образующимся под воздействием ионизирующего излучения, поэтому радиационная устойчивость исходного материала ещё не даёт гарантии получения радиационно-стойкого световода.
И наконец, на величину наведённых радиацией потерь оказывает ещё и радиационная предыстория. Предварительное облучение оптических волокон может повысить радиационную стойкость при последующем облучении, если этот уровень не вызывает существенного увеличения начальных потерь [2, 3]. Такого рода предварительное облучение даёт наибольший эффект в кварц-полимерных световодах с достаточно высоким содержанием гидроксиль-ных групп.
Радиационные эффекты в волоконных световодах, вызванные воздействием радиации, изучены пока не в полной мере. К настоящему времени известны лишь неполные феноменологические модели радиационных процессов в волоконных световодах и их приблизительная физическая интерпретация. Это, несмотря на то что радиационные свойства стекол исследованы достаточно подробно, связано,
во-первых, со сложностью процесса взаимодействия канализируемого в световоде оптического излучения с радиационными повреждениями и существенным влиянием этого взаимодействия на характер радиационных процессов; со спецификой легирования материала волоконного световода; применением новых материалов для изготовления, сложностью контроля химического состава примесей, а также зависимостью оптических свойств волоконных световодов от значительного числа конструктивных факторов - соотношения зарядов серцевины и оболочки, профиля показателя преломления и т.д.
Инфракрасные световоды обладают большей устойчивостью к ионизирующему излучению в сравнении с аналогичными кварцевыми и стеклянными световодами. В частности, у фторо-цирконатных световодов наведённые потери будут равны нулю при дозах в 45 МРад [ 9]. Это связано с малой глубиной залегания ловушек, оказывающих влияние на уровень наведённых потерь для инфракрасного излучения.
Повышение радиационной стойкости волокон. Обратимое обесцвечивание. Возможным способом радиационного упрочнения является насыщение световода молекулярным водородом, который в процессе облучения световода, оказываясь вблизи разорванной связи на атомах кремнии или кислорода, образует связи Si-Н и О-Н, тем самым залечивая центр окраски [10,11, 15-18]. В [19] показано, что путем предварительного облучения в присутствии Н2 в стекле можно устранить предшественники радиационных центров окраски. Наведенные радиацией потери у световодов, подвергнутых такой операции, значительно ниже во всем видимом диапазоне, а в красной спектральной области они ниже в 20-30 раз. В [20] описывается технология получения световодов, насыщенных молекулярным водородом или дейтерием с герметическими металлическими или углеродными покрытиями, являющихся оптимальными для многих применений.
В [12, 21, 22] показано, что световоды, легированные азотом после облучения, обладают большей величиной Дп по сравнению со световодами с нелигированной сердцевиной, соответственно у легированных таким образом световодов меньшие изгибные потери. Легированные таким образом световоды являются оптимальными для применения в телекоммуникационных окнах.
Кроме выбора состава стекол и легирующих добавок, обеспечение высокой степени очистки исходных материалов, рационального режима и метода получения заготовок и вытяжки из них волокна, введение защитных добавок, предварительного облучения волокна («радиационный отжиг»), при некотором выбранном режиме (доза, время облучения). Повысить радиационную стойкость оптического волокна можно также и путем фотопросветления наведенного радиацией поглощения излучением лазера [4, 5, 32-34].
Фотопросветление удобно применять для ускорения процесса восстановления затухания, используя тот же источник излучения, который применяется для передачи информации.
Кроме воздействия на затухание волокна, излучение влияет на состояние полимерных материалов, входящих в конструкцию оптического кабеля. Природа этого воздействия связана с образованием в полимерах ионов и свободных радикалов, обусловливающих протекание различных химических реакций. Ионизирующее излучение существенно изменяет макроскопические свойства полимеров, что прежде всего сказывается на понижении прочности, остаточной деформации и ползучести материала. В этих явлениях определенную роль играют также нарушения связей полимерных цепочек. Ряд эффектов исчезает после прекращения облучения, но некоторые оказываются необратимыми. Остаточные явления связаны с нарушением валентных связей полимерных молекул. Возможны ситуации, при которых необратимые изменения механических свойств полимерных изделий делают невозможным их дальнейшее использование в конструкции оптического кабеля. Особенно сильный эффект дает нейтронное облучение - при больших мощностях дозы этого излучения ~4х105 рад/ч, снижается и механическая прочность световодов, так кварцевые световоды становятся хрупкими.
Необратимое фотообесцвечивание поглощения, наведенного в волоконных световодах радиацией мощным лазерным излучением. Защита волоконных световодов путем фотопросветления обеспечивается только в том случае, если радиация наводит только нестабильные полосы поглощения.
Но радиация, кроме нестабильных полос поглощения, при значительных дозах облучения наводит такие стабильные полосы, которые обесцветить источник излучения самой
оптоэлектронной системы или датчика не в состоянии.
В отличие от обратимого фотообесцвечивания, обнаруженного в процессе экспериментов, явление необратимого обесцвечивания [14, 23] также предполагает использование лазерного излучения, но существенным образом отличается от обесцвечивания поглощения, вызванного нестабильными полосами поглощения.
Явление необратимого обесцвечивания стабильных полос наведенного поглощения лазерным излучением имеет важный практический аспект. Хотя время, в течение которого удается осуществить эту операцию, существенно превосходит необходимое для этих целей при фотообесцвечивании нестабильных полос поглощения, тем не менее это явление с успехом может быть использовано при создании устойчивых к воздействию радиации оптоэлектрон-ных средств для различных физических установок. Такая возможность появляется благодаря тому, что изменения пропускания световодов, обусловленные стабильными полосами поглощения, приводящими к существенному нарушению работы оптоэлектронных систем, наступают за время порядка нескольких десятков часов. Это обстоятельство дает возможность проводить обесцвечивание наведенных радиацией полос поглощения, либо одновременно с работой оптоэлектронной системы либо в те промежутки времени, когда она не работает. В целом ряде случаев последний вариант оказывается более предпочтительнее.
Экспериментальные результаты по необратимому обесцвечиванию, выполненные на оп-тожгутах, позволяют заключить, что наиболее эффективно лазерный отжиг дает возможность обесцвечивать инфракрасную часть спектра, наведенного ионизирующим излучением поглощения, а также что этот вид отжита одновременно обеспечивает как термическим, так и оптическим механизмом обесцвечивания. На последнее обстоятельство в первую очередь указывает различие в динамике восстановления пропускания при лазерном излучении и термоотжиге. Последний был проведен в термической печи при той температуре, до которой разогревался оптожгут лазерным излучением. Кроме того, в пользу именно такого заключения указывают также и дополнительные эксперименты, в которых была предпринята попытка обесцвечивания стабильных полос поглощения наведенным ионизирующим излучением, воз-
действием на них только оптическим излучением так, чтобы не возникало термического разогрева оптожгута [14, 23, 35]. Эти эксперименты были проведены на импульсной лазерной установке. В силу малой длительности импульсов, лазерное излучение установки при воздействии на оптожгут не разогревало его, необратимого обесцвечивания не наблюдалось.
На основе данных измерения распределения температуры по длине оптожгута в процессе отжига в нем наведенных ионизирующим излучением потерь непрерывным лазерным излучением, можно сделать следующие выводы о динамике отжига по длине оптожгута. Лазерное излучение при его попадании в облученный ионизирующим излучением оптожгут прежде всего разогревает участок световода, ближайший к тому торцу световода, через который оно вводится. Разогрев этого участка оптожгута вызывает отжиг, наведенный в нем радиацией потерь. В результате поглощение этого участка световода уменьшается и отжиг уже осуществляется на следующем участке. Таким образом, локальный участок оптожгута, наиболее сильно разогреваемый лазерным излучением, все время перемещается по оптожгуту, удаляясь от того его торца, через который вводится излучение. Когда этот локальный участок разогрева достигает выходного торца оптожгута, по всей его длине устанавливается такое распределение температуры, при котором оно слабо меняется от торца оптожгута, через который вводится излучение, к его выходному торцу. При дальнейшем отжиге оптожгута вид распределения температуры по его длине практически не изменяется, меняется только значение температур, достигая стационарного значения при полном восстановлении пропускания оптожгута по длине волны отжигающего излучения.
Описанная картина динамики отжига радиационных дефектов по длине оптожгута наблюдается при дозах облучения оптожгута ~ 106 Р. Если же доза облучения оптожгута ниже этой на порядок или несколько порядков, то картина возникновения и перемещения локальных участков разогрева оптожгута значительно слабее, и она практически полностью исчезает при малых дозах излучения. В этом случае, также как и в предыдущем, практически сразу по длине оптожтута устанавливается некоторый градиент температуры, величина которого сильно зависит от дозы облучения и достигает своего стационарного значения при полном
восстановлении пропускания оптожгута по длине волны отжигающего излучения.
Процесс отжига наведенного поглощения непрерывным лазерным излучением носит пороговый характер. Так, в экспериментах при снижении мощности отжигающего излучения наблюдалось резкое снижение темпа восстановления пропускания оптожгута, а при снижении ее до ~30% от исходной величины - темп восстановления пропускания практически совпадал с соответствующей величиной при термоотжиге в термической печи.
Зависимость динамики восстановления наведенного поглощения от уровня мощности отжигающего излучения дает возможность использовать это излучение не только как «восстанавливающее», но и как диагностирующее, с помощью которого можно определять величину наведенных радиацией потерь. Для этого необходимо просто снизить мощность отжигающего излучения до такого уровня, при котором восстановление пропускания световедущего элемента происходит только за счет его термического разогрева. Тогда, учитывая, что поглощение оптожгута с течением времени изменяется слабо, можно пренебречь его изменением за время измерения. Таким образом, возникает возможность использовать один источник оптического излучения и как восстанавливающий, и как диагностирующий.
Кроме того, учитывая, что импульсное оптическое излучение с малой длительностью импульса практически не воздействует на стабильные полосы поглощения, наведенного ионизирующим излучением, диагностику затухания световедущего элемента можно осуществить, переводя режим работы отжигающего лазера из непрерывного в импульсный. Такой режим диагностики целесообразно использовать в тех случаях, когда величина наведенного радиацией стабильного поглощения значительна, так как в этом случае мощность излучения,
необходимая для измерения затухания, может быть значительной и достигать таких значений, при которых происходит разрушение све-товедущего элемента.
В случае воздействия на световедущие элементы не у-излучение, а электронов и протонов, потоки которых не превосходят 1024, основные закономерности отжига, наведенного этими видами ионизирующего излучения поглощения те же. Это связано с тем, что виды ионизирующего излучения вызывают такие же последствия, как и у-излучение некоторой эквивалентной дозы. Величину этой эквивалентной дозы можно вычислить из соотношения
[5]
Д = V Ф
где кф - константа, Ф - поток электронов или протонов.
Совокупность экспериментальных данных, полученных в ходе исследования, явление необратимого фотообесцвечивания лазерным излучением стабильных полос поглощения, наведенных радиацией в световодах, позволяют сделать следующие выводы.
При мощности лазерного излучения, сравнимой с мощностью, при которой происходят разрушение световедущего элемента, обесцвечивание стабильных полос поглощения происходит за счет одновременно протекающих процессов, термо- и фотообесцвечнвания. Именно на такой механизм явления указывает прежде всего резкое различие в динамике восстановления пропускания, а также резкое снижение темпа восстановления пропускания при снижении мощности лазерного излучения ниже порогового значения. Кроме того, учитывая резкое изменение темпа восстановления пропускания при превышающей мощности лазерного излучения, процесс фотобесцвечивания протекает одновременно с термообесцвечиванием.
Литература
1. Тидекен, Р. Волоконная оптика и ее применение / Р. Тидекен. - М. : Мир, 1975. - 240 с.
2. Беляев, Р. А. Радиационная устойчивость волоконных световодов / Р. А. Беляев, В. Г. Тацен-ко // Зарубежная радиоэлектроника. - 1990. - № II. - С. 94.
3. Гуськов Н. А. Волоконная оптика в радиационной обстановке / Н. А. Гуськов // Зарубежная радиоэлектроника. - 1991. - № 8. - С. 52-65.
4. Дианов, Е. М. Радиационно-оптические свойства волоконных световодов на основе кварцевого стекла (обзор) / Е. М. Дианов, А. О. Рыболтовский, Е. Н. Никитин, Л. С. Корышенко, В. Б. Сулимов, П. В. Чернов // Квантовая электроника. - 1983. - Т. 10. - № 3. - С. 473-496.
