Исследователь создает сверхпростой недорогой метод изготовления оптического волокна

Новый процесс изготовления специального оптического волокна, который намного проще, быстрее и дешевле традиционного метода, был разработан Криштиану Кордейру, научным сотрудником и профессором Физического института Университета Кампинаса (IFGW-Unicamp) в штате Сан-Паулу, Бразилия.

Кордейро создал эту инновацию во время научной стажировки в Университете Аделаиды в Австралии при поддержке стипендии Исследовательского фонда Сан-Паулу -FAPESP и в партнерстве со своим руководителем, Хейке Эбендорфом-Хайдеприем. Статью, которую написали они и третий сотрудник, опубликовали в журнале "Scientific Reports" ("Научные отчеты").

Новый улучшенный способ создания оптического волокна

"Обычный процесс требует очень больших и дорогостоящих машин и занимает почти неделю". Наш процесс может быть завершен с помощью настольного оборудования, которое как минимум в 100 раз дешевле и занимает менее часа от исходного сырья до конечного продукта". Это позволит гораздо большему количеству исследователей и лабораторий производить собственное оптическое волокно", - сказал Кордейро.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

Процедура примерно похожа на метод экструзии, используемый для производства макарон: под давлением вязкий материал продавливается через матрицу, в результате чего получается волокно с соответствующей внутренней структурой. "Конечно, все это делается с гораздо большей жесткостью и точностью", - сказал Кордейро.

Сотни миллионов километров оптического волокна установлены по всему миру, а объем передаваемых ими данных удваивается примерно раз в два года. Они используются не только в телекоммуникациях, но и для дистанционного измерения температуры, механических напряжений, гидростатического давления или потока жидкости, среди многих других параметров.

Благодаря своей прочности и тонкости они эффективны во враждебных средах и труднодоступных местах.

Эти характеристики помогают объяснить важность инновационных производственных процессов. "Обычный процесс состоит из нескольких этапов и требует очень сложного оборудования, такого как башня для вытягивания волокон", - сказал Кордейро. "Сначала производится заготовка, гигантская версия волокна диаметром от 2 до 10 см. Эта конструкция нагревается и вытягивается башней с высоким уровнем контроля". Масса сохраняется, а диаметр уменьшается с увеличением длины. Наш метод упрощает процесс с чрезвычайно низкими затратами. Устройство, которое мы спроектировали, выполняет один непрерывный процесс, начиная с полимерных гранул и заканчивая готовым волокном".

Процедура может быть использована для изготовления не только цельного твердого волокна, в котором свет передается через сердечник с более высоким показателем преломления, но и микроструктурированного волокна, содержащего массив продольных отверстий, что улучшает контроль оптических свойств и приносит увеличение функциональности - в том числе возможность направлять свет с низкой потерей энергии в воздушном канале. Для создания микроструктур исследователи использовали титановые штампы с подходящей конструкцией.

"Для упрощения производства специального оптического волокна мы использовали оборудование и технологии, которые становятся более доступными благодаря популяризации 3-D печати", - сказал Кордейро. "Единственная требуемая машина - это компактный горизонтальный экструдер, аналогичный устройству, используемому для производства нити для 3-D принтеров". Он размером с микроволновую печь и стоит гораздо дешевле, чем тяговая башня". Титановая матрица с цельными деталями и отверстиями соединяется с выходом экструдера".

Благодаря сложной внутренней структуре волокна, исследователи изготавливали фильеры методом аддитивного производства с использованием соответствующих 3-D принтеров. Специализированные фирмы могут предоставить услуги по изготовлению добавок, поэтому единственным оборудованием, необходимым для производства волокна, является горизонтальный экструдер. публиковано econet.ru по материалам phys.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet