CC BY
5СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА СПЕЦИАЛЬНЫХ ВОЛОКОН И ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ
Долгов Ю.В. *, Власов М.Ю.
АУ «Технопарк-Мордовия», г. Саранск * E-mail: y.dolgov@tpm13.ru DOI 10.24412/2308-6920-2023-6-142-143
ИЗГОТОВЛЕНИЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ КОМПОНЕНТОВ
На сегодняшний момент в АУ «Технопарк-Мордовия» освоен цикл изготовления следующих волоконно-оптических компонентов (далее ВОК): мультиплексоры; разветвители, на специальных волокнах, в том числе с оптическими коннекторами типа FC/APC. В работе технологического центра используется уникальный комплект оборудования для сварки оптических волокон во главе с Fujikura FSM-100 P+.
Сплавные ВОК на основе специальных волокон с сохранением поляризации изготавливаются с основными параметрами:
1) Диапазон длин волн от 800 до 1650 нм;
2) Коэффициенты деления от 50%/50% до 99%/1%;
3) Конфигурации от 1х2 до 3х3;
4) Коэффициент экстинкции более 20 Дб.
Применение ВОК:
- волоконно-оптические гироскопы и приборы на их основе;
- волоконно-оптические лазеры и усилители;
- волоконно-оптические датчики.
В 2022 году специалистами центра освоена технология изготовления ВОК на отечественных РМ -волокнах, и они успешно протестированы. Поставки составили более 200 ед. изделий.
В 2023 году решается задача по запуску технологии изготовления ВОК с использованием микрооптических технологий, сохраняющих поляризацию (изоляторы, поляризаторы, циркуляторы и т.п.).
ЛАБОРАТОРИЯ ПО ЗАПИСИ ВОЛОКОННЫХ РЕШЕТОК БРЭГГА
В рамках создания лаборатории по записи волоконных решеток Брэгга (далее ВБР) на базе Центра оптоэлектронного приборостроения АУ «Технопарк-Мордовия» был создан стенд по записи ВБР методом фазовой маски с использованием эксимерного лазера.
Метод фазовой маски в сочетании с эксимерным лазером является наиболее простым в реализации, эффективным и относительно недорогим. Пучок, проходя через цилиндрическую линзу попадает на фазовую маску, которая разделяет его на несколько порядков дифракции. В области в несколько микрон от рабочей поверхности фазовой маски основные +1 и -1 порядки дифракции пересекаются и создают интерференционную картину, с помощью которой и происходит модуляция показателя преломления в сердцевине оптического волокна. Так как период фазовой маски неизменный, то соответственно, рассматриваемый метод не позволяет изменять период интерференционной картины. Однако есть возможность использовать наборы фазовых масок с различными периодами.
В настоящее время стенд настроен на запись ВБР со следующими параметрами:
- длина отраженной волны 1550 нм;
- коэффициент отражения 0,1 - 80%;
- длина решетки 1 - 15 мм.
Для расширения номенклатуры и вариативности записи ВБР в АУ «Технопарк-Мордовия» планируют собрать и настроить стенд по записи ВБР с помощью интерферометра Тальбота совместно с Национальным исследовательским Университетом ИТМО (г. Санкт-Петербург).
Возможные направления применения ВБР в качестве:
- волоконного лазерного отражателя;
- в качестве оптических фильтров WDM систем (мультиплексирование с разделением по длине волны);
- чувствительных элементов датчиков физических параметров и систем мониторинга.
ИНЖИНИРИНГОВЫЙ ЦЕНТР ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИ
С 2011 года начата реализация проекта по созданию Инжинирингового центра волоконной оптики (далее ИЦВО) на базе АУ «Технопарк-Мордовия». Проект ИЦВО - это создание межрегиональной технологической платформы для разработки технологии и производства специальных волоконных световодов для промышленных предприятий Российской Федерации, занимающихся разработкой и производством оптоэлектронных приборов и систем в области фотоники. Предпосылкой создания ИЦВО стала необходимость формирования в России рынка специальных световодов и приборов на их основе, т.к. в стране отсутствовали предложения по разработке и продаже специальных оптических волокон. Их производство было представлено на единичных предприятиях и предназначено для внутреннего потребления. Оборудование ИЦВО составляет законченную технологическую линию для производства спецволокна на основе кварцевого стекла. Кварцедувные работы - сварка кварцевых труб и стержней, схлопывание труб в заготовку / преформу, оттяжка заготовки / преформы - осуществляется на установке жакетирования / масштабирования заготовок волоконных световодов OG-440. Формирование заготовки / преформы спецволокна методом POVD - Plasma Outside Vapour Deposition, осаждения из газовой фазы продуктов химической реакции в плазме высокочастотного разряда, генерируемой подвижным плазмотроном, осуществляется на установке для изготовления заготовок оптических волокон методом POVD OG-485. Установка POVD предназначена для получения заготовок оптических волокон путем осаждения материала из газовой фазы, при котором слои стекла осаждаются на кварцевом стержне или внешней стенке кварцевой трубы. Формирование заготовки / преформы спецволокна методом SPCVD - Surface Plasma Chemical Vapor Deposition, осаждение из газовой фазы продуктов химической реакции в плазме поверхностного разряда, генерируемой модуляцией мощности СВЧ генератора, осуществляется на установке для изготовления заготовок оптических волокон методом SPCVD OG 470. Установка SPCVD предназначена для получения заготовок оптических волокон путем поверхностного плазменного химического осаждения из паровой фазы на внутренней стенке кварцевой трубки. Вытяжка товарного волокна осуществляется на башне вытяжки оптического волокна Optogear OG 510 с нанесением защитных оболочек из полиимида, акрилата, полимеров. Измерение оптических и геометрических параметров заготовок и волокна осуществляется на комплексе измерительного оборудования. Перемотка волокна и тестирование механической прочности волокна осуществляется на установке проведения контрольных испытаний для специализированного оптического волокна Optogear OG 80. Инфраструктура ИЦВО полностью обеспечивает функционирование технологического процесса и включает в себя систему обеспечения технологическими газами (азот, кислород, водород, аргон), системы поддержания микроклимата в производственных помещениях, охлаждения технологического оборудования, систему обратного осмоса, систему подачи химических реактивов и технологических газов, систему нейтрализации отходов производства. В настоящий момент происходит отработка технологии получения заготовок на установках POVD и SPCVD. На 2023 г. намечена закупка полиимидного покрытия и отработка технологии вытяжки спецволокна с полиимидным покрытием.
УЧЕБНЫЙ ЦЕНТР
На базе АУ «Технопарк-Мордовия» функционирует учебный центр, в задачи которого входит реализация следующих услуг:
1) Обучение по дополнительной профессиональной программе повышения квалификации «Основы волоконной оптики. Основные параметры оптического волокна и их измерение. Оптическое волокно в условиях низких температур».
2) Обучение по дополнительной профессиональной программе повышения квалификации «Основы волоконной оптики. Основные параметры оптического волокна и их измерение».
3) Программа обучения по общим вопросам охраны труда и функционирования системы управления охраной труда.
4) Программа обучения безопасным методам и приемам выполнения работ при воздействии вредных и (или) опасных производственных факторов, источников опасности, идентифицированных в рамках специальной оценки условий труда и оценки профессиональных рисков.
5) Программа обучения безопасным методам и приемам выполнения работ повышенной опасности, к которым предъявляются дополнительные требования в соответствии с нормативными правовыми актами, содержащими государственные нормативные требования охраны труда.
6) Программа обучения по оказанию первой помощи пострадавшим.
7) Программа обучения по использованию (применению) средств индивидуальной защиты.
