Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Технологический процесс изготовления ВОП состоит из следующих основных операций: вытяжки ОЖС, МЖС и прессования многожильных световодов. Целью операции прессования является спекание под давлением при высокой температуре многожильных световодов в монолитный вакуумплотный блок с высокими оптическими характеристиками.
При прессовании процесс разогрева заготовки из отдельных МЖС проводят так, чтобы газообразные продукты, поглощенные активной поверхностью световодов и капилляров многожильных и одножильных световодов, продукты сгорания органических и неорганических веществ, попавших на поверхность МЖС, были удалены как можно полнее. В противном случае наличие замкнутых воздушных капилляров, образовавшихся при высоких температурах, неизбежно приведет к нарушению вакуумной плотности отдельных пластин или даже целого блока.
Процесс прессования проводят таким образом, чтобы, не нарушая геометрии отдельных МЖС и их светотехнических параметров, сдавить их в монолитный блок, в котором все зазоры и капилляры между отдельными МЖС и ОЖС были заполнены стеклом оболочки.
Применяют два метода прессования: поперечное и всестороннее. При поперечном прессовании к световодам по всей длине прилагается усилие (например, через пуансон).
При поперечном прессовании возможность получения вакуум-плотных деталей зависит от постоянства поперечного сечения световодов по их длине и от степени вакуумирования рабочего объема печи. При этом обязательна укладка в пресс-форму световодов одного размера сечения. При укладке световодов в пресс-форму они стыкуются с образованием микрополостей, которые при прессовании могут замыкаться, а после разрезки блока открыться и дать течь, поэтому и необходима высокая степень вакуумирования печи. При достаточном уплотняющем давлении микрополости исчезают, а остатки газа при соответствующих усилиях прессования и температуре могут раствориться в стекле.
Прессование заготовки из МЖС в вакуумной пресс-печи требует отработки режима вакуумирования, так как вакуум облегчает удаление газов из промежутков между волокнами, но отсутствие кислорода в области температур горения возможных загрязнений, нахо-
400
дящихся на поверхности световодов, может явиться причиной появления большого числа дефектов за счет их возгонки и осаждения углерода в местах неплотного прилегания световодов друг к другу.
Кроме одностороннего поперечного прессования в настоящее время широко применяют метод кольцевого опрессовывания, при котором пакет световодов со всех сторон равномерно, перпендикулярно к жилам обжимается размягченным стеклом. Это обеспечивает равномерность деформации всех световодов и отсутствие искаженной структуры. После прессования производятся распрес-совывание и отжиг блока [7.34-7.38].
7.8.6. ИЗГОТОВЛЕНИЕ МИКРОКАНАЛЬНЫХ ПЛАСТИН (МКП)
Для получения высокой разрешающей способности и наибольшей прозрачности (отношение суммарной площади каналов к площади МКП) каналы в МКП должны иметь диаметры 5-20 мкм, а перегородки между ними толщину 1,0-2,5 мкм. Известны следующие способы изготовления МКП: способ удаляемой из каналов металлической жилы, способ полых трубок и способ удаляемой из каналов стеклянной жилы. Последний является наиболее эффективным. Последовательность его такова: вытягивание одножильных миллиметровых стержней, укладывание их в пакет, перетягивание пакета одножильных миллиметровых стержней в многожильные шестигранные стержни, нарезка многожильных стержней, тер-моопрессовывание, разделка блока на пластины, шлифование и полирование пластин, удаление стеклянных жил из каналов, очувствление стеклянной матрицы, металлизация.
Для изготовления МКП данным способом необходима пара стекол, совместимых по вязкости, КТР и не взаимодействующих на границе раздела жила—оболочка. Кроме того, стекло жилы должно отличаться низкой химической устойчивостью, а стекло оболочки должно быть нейтральным к химическим реагентам, с помощью которых удаляется жила.
Операция термоопрессовывания многожильных световодов существенно зависит от времени процесса, точного контроля давления и температуры. После спекания блок разрезается под углом 4-8° так, чтобы получающиеся пластины имели толщину немногим более 0,4 мм после последующих шлифования и полирования. Эта толщина определяет коэффициент усиления МКП, зависящий от отношения длины каналов к их диаметру (оптимальное отношение аг = l/d = 40 -s- 80). На следующей стадии производится химическое травление для удаления стеклянной жилы и получения открытых каналов. Травление необходимо строго контролировать, так как в процессе травления удаляется не только стеклянная жила, но и обрабатывается поверхность границы спекания жилы и оболочки, которая является поверхностью для получения
401
вторичной эмиссии электронов с необходимыми свойствами. Важно, чтобы удалялись все остатки от стеклянного сердечника и тра-вителя; в противном случае получаются каналы с дефектами.
После травления и очистки МКП подвергаются обжигу в водороде. Это необходимо для восстановления оксида свинца, распределенного на внутренней поверхности каждого канала, до проводящего металлического свинца. Степень восстановления оксида свинца определяет проводимость внутренней поверхности.
