Światłowody elitycze techologia i właściwości Ryszad Romaiu, Ja Doosz Politechia Waszawsa (ISE), Politechia Białostoca. Wowadzeie Wyiiem ealizacji iiejszej acy jest metoda techologicza oaz światłowody o astęujących aametach: Oacowaa modyfiowaa hybydowa techologia wielo-tyglowa i ęt-ua umożliwia wyciągaie światłowodów z ulta-isostatych szieł wielosładiowych o elityczym ształcie dzeia. Modyfiacja techologii hybydowej zaewia możliwość zmiay stoia elityczości dzeia, wyażoego stosuiem obu osi elisoidy w zybliżeiu w zaesie od o. 0 % do owyżej 95%. Stabilość stoia elityczości dzeia oaz flutuacje wymiaów dzeia w łaszczu dla 0 m długości światłowodu jest lesza od %. Stabilość wymiaów włóa otyczego dla długości 0 m jest lesza od %. Aetua umeycza światłowodów elityczych może być zmiea stadadowo w gaicach o., 0,0 do o. 0,5. W wyjątowych zyadach może osiągać watość o. 0,. Śedice zewętze światłowodów o dzeiu elityczym mogą być zmiee w stadadowym zaesie 50 50 m. Wyjątowo moża otzymać światłowodu gube o śedicach zewętzych w gaicach 00-350m. Staty jedostowe światłowodu zależą od jaości wyjściowego mateiału i metoda techologicza ie dodaje stat własych więszych iż 0 %. Pzez staty włase metody ozumiemy tutaj staty zyostowe dodawae (oad statość mateiału) zez sosób obóbi temiczej szła w czasie ocesu wyciągaia włóa otyczego. W wyiu ealizacji iiejszego ojetu badawczego oacowao eta modyfiacji hybydowej metody techologiczej wielotyglowej i ęt-ua, tóa ozwala a ojetowaie właściwości sygałowych światłowodów czujiowych w szeszym iż dotychczas zaesie oaz wytwazaie ta zaojetowaych włóie otyczych. We wsółacy Huty Szła Biaglass, Politechii Białostociej oaz Politechii Waszawsiej zeowadzoo olejy eta modyfiacji śodowisowego laboatoium techologiczego światłowodów udostęiającego a zamówieie światłowody ształtowae wielu ośodom badawczym w aju oaz owadzącego badaia odstawowe w zaesie tych światłowodów. Możliwe było zeazaie do badań i omiaów óbe światłowodów ształtowaych (elityczych, isowymiaowych, wielodzeiowych) do iluastu laboatoiów badawczych w aju oaz ilu zagaiczych. Główie były to laboatoia uczeliae i zemysłowe.. Właściwości światłowodów elityczych Aaliza światłowodów elityczych stosuje elityczy otogoaly uład wsółzędych, związay z uładem atezjańsim ozez zależości: x = qcoshcos, y = qsihsi, gdzie jest elityczą wsółzędą adialą (szeeg elis ofoalych), - wsółzęda azymutala (szeeg aabol otogoalych do elis), q odległość ogisa od osi elisy. Wsółzędą osiową zgodą z ieuiem oagacji fali jest z. Jeśli elisą ogaiczającą dzeń jest = o, to ółosie elisy wyoszą: a = qcosh o, b = qsih o. Stoień elityczości wyosi e = [-(b/a) ] / = /cosh o i zmieia się w gaicach 0<e<, dla asymtotyczych zmia od oęgu do asa. Rys.. a) Elityczy uład wsółzędych do aalizy światłowodu elityczego. Dołade ozwiązaia są zae dla elityczego światłowodu soowego. Elityczy dzeń jest dobym zybliżeiem dla dużej odziy światłowodów o badziej somliowaych dzeiach. x=q(coshξ)cos, y=q(sihξ)si, z=0, 0<ξ, 0π, a/a=coshξo, S=q coshξosihξo. b) Postoąty uład wsółzędych do zybliżoej aalizy światłowodu elityczego, c) Mod odstawowy w światłowodzie elityczym e HE (używae azwy dla tego modu: azysty, egulay, szybi). Poazay zebieg liii ola eletyczego, ówoległy do miejszej osi elisy. Dualy mod o HE ( używae azwy dla tego modu: ieazysty, osobliwy, woly) osiada ole eletycze ówoległe do więszej osi elisy.
Rys.. a) Obliczoa umeyczie zomalizowaa stała oagacji modu odstawowego światłowodu elityczego. Mod odstawowy HE osiada odcięcie dla zeowej watości częstotliwości zomalizowaej, b) Mody światłowodu elityczego i ich ewiwalety cylidycze i laae. Rówaie falowe we wsółzędych elityczych (dla sładowych z ól eletyczego i magetyczego) osiada ostać: E / E / [ q ( )(sih si )] E 0, (.) gdzie: o=/ o liczba falowa w óżi, o z z o z długość fali w óżi, - stała oagacji, - stała dieletycza ówa w dzeiu (< o ) oaz w łaszczu (> o ) dla światłowodu elityczego o ofilu soowym. Seaacji zmieości azymutalej () i adialej R() doouje się załadając iloczyową ostać fucji E oaz H: E(,) = ()R(). Rówaie falowe dla sładowych azymutalej i adialej w elityczym uładzie wsółzędych otogoalych osiada ostać ówaia Mathieu dla () i zmodyfiowaego ówaia Mathieu dla R(): / [ c 0,5( o ) q cos ] 0; R / [ c (0,5( o ) q cosh ] R 0, (.), gdzie c jest stałą seaacji. Rozwiązaiem ówaia Mathieu są azymutale fucje Mathieu, tyu siusowego s e i osiusowego c e, zaówo dla dzeia ja i łaszcza światłowodu elityczego, tylo ze zmiaą watości agumetu z dzeń a łaszcz. ()=[s e(, ) lub c e(, )], (.3). Fucje te są odowiediiem zmieości ola wzdłuż obwodu oęgu ( a tutaj wzdłuż elisy) tyu cos oaz si dla światłowodu cylidyczego. Paamet jest oeśloy zależością: ( )( q / ) [( a / b) ]( b / )( ) ( a / b )( u / ), (.), gdzie: q = a b, a,b ółosie elisy, o o więsza i miejsza, u=b ( o - ) odowiada agumetowi fucji Bessela u w światłowodzie cylidyczym. Rozwiązaia eiodycze ówań falowych Mathieu istieją tylo dla chaateystyczych watości aametu seaacji c. Watości te są ozaczae jao: a ( ) azyste i b ( ) ieazyste. Dla światłowodu lasyczego o oągłym dzeiu q=0 oaz =0 i ozwiązaia ówaia Mathieu są w ostaci fucji sius i cosius, a ozwiązaia a azymutalą watość ola są cos oaz si. Rozwiązaiem modyfiowaego ówaia Mathieu w dzeiu światłowodu są adiale fucje Mathieu w ostaci R()=[S e( o, dzeń) lub C e( o, dzeń)] (.5), tyu siusoidalego S e i cosiusowego C e. Fucje te są odobe do fucji J Bessela. Rozwiązaiem modyfiowaego ówaia w łaszczu światłowodu są zaiające adiale fucje Mathieu F e oaz G e, odobe do fucji K Bessela: R()=[F e( o, łaszcz) lub G e( o, łaszcz)] (.6). Na bzegu łaszcza i dzeia elityczego fucje adiale eiodycze Mathieu zechodzą w zaiające. Dla ewolucji dzeia w oąg fucje Mathieu zechodzą w fucje Bessela. Sładiiem agumetów fucji azymutalych Mathieu są watości i, w zyadu światłowodu soowego, lub ofil efacyjy, w zyadu światłowodu gadietowego. Doasowaie ól a gaicy dzeia i łaszcza jest możliwe tylo ozez zastosowaie iesończoego ciągu fucji ( a ie ojedyczych ja w zyadu światłowodu cylidyczego). Wyia to z fatu, że ofoale elisy ie osiadają jedaowego ształtu (w zeciwieństwie do ocetyczych oęgów) i dla więszych watości agumetów stają się badziej cylidycze. Wszystie mody światłowodu elityczego są hybydowe, tyu EH, HE, w zeciwieństwie do światłowodu cylidyczego, gdzie istieją mody azymutalie symetycze TM bez sładowych odłużych ola. Mod odstawowy światłowodu cylidyczego HE (o chaateze zdegeeowaym) ulega ozszczeieiu a dwa mody jeśli dzeń staje się słabo elityczy. Ozaczamy te mody jao azysty i ieazysty: ohe oaz ehe, gdzie osiowe ola magetycze są oisae zez fucje Mathieu azyste i ieazyste. Podobie do modu HE mody ohe oaz ehe ie osiadają odcięcia i ola eletycze są ozecze, wzdłuż główej osi elisy dla ohe oaz wzdłuż miejszej osi elisy dla ehe. Jeśli elisa dąży do iesończoego asa, mod ohe staje się modem H 0 a mod ehe modem E 0. W celu uoszczeia ozwiązań zyjmuje się ois jedofucyjy dla dzeia i łaszcza. Obowiązuje o tylo dla: modów HE m, elityczości ie zeaczającej a/b.,5, małej watości óżicy wsółczyiów załamaia = -. Ie zybliżeia zyjmują ois wielofucyjy w dzeiu i jedofucyjy w łaszczu lub odwotie. Dla oisu jedofucyjego ówaia włase zybieają ostać, odowiedio dla modów ieazystych i azystych: ' ' ' ' [ Se / u Se Ge / w Ge ][ Ce / u Ce Fe / w Fe ] (/ u / w )( / u / w ), (.7)
' ' ' ' [ Ce / u Ce Fe / w Fe ][ Se / u Se Ge / w Ge ] (/ u / w )( / u / w ) (.8) Agumetami fucji Mathieu są o oaz ( dzeń ) q ( )/ u ( a / b )/, ( laszcz ) q ( )/ w ( a / b )/, gdzie (badzo odobie ja w światłowodzie cylidyczym i laaym zachodzą zależości) = o, = o, u =b ( - ), w =b ( - ), V b =u +w = o b ( - ). Jeśli dzeń elityczy zbliża się asymtotyczie do oęgu to zachodzi: C e /C e i S e /S e dążą do uj /J oaz F e /F e i G e /G e dążą do wk /K. Jeśli dzeń elityczy staje się asowy to: C e dąży do cos u, oaz S e dąży do si u, a taże F e oaz G e dążą do e -w Mod ohe o ozeczym olu eletyczym wzdłuż więszej osi elisy, osiada więszą stałą oagacji iż ehe o> e, osiada miejszą ędość fazową, jest badziej odoy a staty zgięciowe światłowodu, azyway jest modem wolym. Najistotiejszą cechą światłowodów elityczych jest dwójłomość (we włóie jedomodowym dla modu odstawowego). Dwójłomość jest defiiowaa ozez óżicę zomalizowaych stałych oagacji: = o- e, jest więc związaa z óżicą efetywych modowych wsółczyiów załamaia e= o e- e e i jest fucją częstotliwości zomalizowaej V b oaz óżicy wsółczyiów załamaia omiędzy dzeiem i łaszczem = -. Aalizę dwójłomości w światłowodzie elityczym ozoczęto histoyczie w jedomodowych światłowodach izotoowych (do zastosowań teleomuiacyjych oaz czujiowych) jao efet esidualy. Stosując zybliżeie małej elityczości i małej óżicy wsółczyiów załamaia oaz óże metody aalizy (zybliżeia od ształtu oągłego, ostoątego, metodę etubacyją, it.) uzysiwao óże zybliżoe ostaci ówaia własego: 3/ a / e ( ( / ) ) 3V /( V ) [] (.9); 3/ 3 a / e ( ( / ) ) u w /8V [6],(.0), 3 5 a / e ( ( / ) ) 3/ [ u w /8V J ][ Ko / K / w],[5], (.), 3 a / e ( ( / ) ) 3/ [ u w /8V ][ uko J / K J],[7], (.), 3/ 5 3 a / e ( ( / ) ) ( u w / 8V ){( Jo / J) [( u w ) w / u] [ Jo / J] [( w u }/ u ] ( Jo / J)u( w ) (8 w u )},[8],(.3). Rówaia te óżią się metodologią stosowaia zybliżeń i uoszczeń aalizy. W ówaiu (.9) ozwiązaia dla światłowodu elityczego zybliżoo z ozwiązań dla dzeia ostoątego, dla małej elityczości i małej óżicy wsółczyiów załamaia. W ówaiu (.3) zastosowao zybliżeie fucji Mathieu zy omocy fucji Bessela. Dwójłomość β jest oocjoala do (). W celu otzymaia zaczej dwójłomości światłowód elityczy owiie osiadać dużą aetuę. Dwójłomość osiada masimum w fucji częstotliwości zomalizowaej (w zaesie o. 3, tyowo,7) dla óżych stoi elityczości dzeia. Rys.3. a) Obliczoa umeyczie zomalizowaa dwójłomość β/() światłowodu elityczego. Zastosowao zybliżeie jedofucyje ola oagowaego w dzeiu i łaszczu, co ozacza ozwiązaie jedego z ówań (.9) (.3). Liia zeywaa wyzacza miejsce odcięcia modu wyższego zędu, b) Obliczoa umeyczie óżica efetywych guowych wsółczyiów załamaia (g=c/vg) modów odstawowych (ohe oaz ehe) światłowodu elityczego g= o g- e g w fucji częstotliwości zomalizowae, c) Kaustyi modowe w wielomodowym światłowodzie elityczym. Dla modów wyższego zędu wystęują dwa odzaje austy: elitycze ofoale i hiebolicze. Odowiedi mody azywamy ślizgowymi (ieścieiowymi, eliso-helialymi) oaz quasi-laaymi (elisolaaymi) W światłowodzie elityczym, odobie ja w światłowodzie laaym, dla ewej watości częstotliwości zomalizowaej, zależie od stoia elityczości dzeia, watość g= o g- e g osiąga zeo. W tym ucie dwójłomość jest zeowa. Dla miejszych watości częstotliwości zomalizowaej o g> e g i g>0 Dla więszych watości częstotliwości zomalizowaej za dwójłomości zmieia się i zachodzi o g< e g i g<0. Pędość guowa wolego (ieazystego, osobliwego) modu o HE staje się więsza od ędości modu szybiego ( azystego, egulaego) e HE. Pędości fazowe ozostają bez zmia o v < e v. Światłowody o dzeiach elityczych ie są ozważae dla celów tasmisji długodystasowej z ilu owodów: * są zaczie tudiejsze do wyoaia, dla stałej watości stoia elityczości iż światłowody cylidycze, * zeowa watość óżicowego oóźieia guowego, awet dla światłowodów o iewieliej elityczości, wystęuje zawsze w obszaze wielomodowym. Cylidycza symetia światłowodu elityczego ozwala wyazić wszystie sładowe ól ozez E z oaz H z. Sładowe osiowe ól sełiają ówaie falowe we wsółzędych elityczych. Rozwiązaiami ówań falowych dla światłowodu elityczego są fucje Mathieu-McLachlaa. Światłowód elityczy wielomodowy osiada dwa odzaje austy modowych: elityczą i hieboliczą. Podstawową óżicą ze
światłowodem o dzeiu ołowym jest, że w światłowodzie elityczym ie mogą ozzestzeiać się odzaje o geometii cylidyczej. Dla óżych stoi elityczości mody elitycze degeeują się do cylidyczych (HE, EH, LP) i laaych (TM, TE). Postoąta symetia światłowodu elityczego owoduje, że wszystie mody osiadają dwie oietacje: e HE ml, o HE ml, e EH ml, o EH ml, gdzie liczby modowe ozaczają: m eiodyczość ola dla wsółzędej, l l- ty iewiaste ówaia własego. Mody odstawowe e HE, o HE ie są zdegeeowaa i osiadają odcięcie dla zeowej watości częstotliwości zomalizowaej. Dla wzastającego stoia elityczości mody wyższego zędu e HE ml, o HE ml osiadają odowiedio więsze i miejsze częstotliwości odcięcia. Dla wzastającego stoia elityczości mod o H jest badziej ogaiczoy w dzeiu iż mod e HE. 3. Techologia światłowodów elityczych W bibliogafii dotyczącej światłowodów elityczych [] mówi się o tzech odstawowych wymagaiach ojetowych dla tych światłowodów. Wymagaia te związae są z główymi zastosowaiami otyczych włóie elityczych do techi itefeometii światłowodowej. Wymagaia ojetowe są astęujące: twozeie w światłowodzie ja ajwięszej możliwej dwójłomości, ozez otymalizację stoia elityczości i watości óżicy wsółczyiów załamaia dzeia i łaszcza, usuwaie możliwości itefeecji wtóej ozez wbudowaie w światłowód silej efacyjej deesji łaszczowej, odoość światłowodu a zgięcia, ozez odowiedią watość. Klasycze metody wytwazaia światłowodów teleomuiacyjych, taie ja CVD, mogą być adatowae do wytwazaia światłowodów o dzeiach elityczych. Wymaga to jeda zastosowaia dodatowych etaów ocesu techologiczego. Najczęściej wytwaza się światłowody elitycze z dzeiem domieszowaym GeO, łaszczem bezośedim (bufoem otyczym) domieszowaym fluoem (szło fluoozemioowe) i łaszczem ostucyjym z czystego SiO. Tyowo światłowód osiada w zaesie,5-%. Deesja efacyja bufoa otyczego względem łaszcza wyosi 0,-0,6%. Najczęściej w szedaży sotya się światłowody o stosuu osi więszej do miejszej zędu. Rys.. a) Etay ocesu techologiczego wytwazaia światłowodu elityczego metodą MCVD, b) Patycze ozwiązaia światłowodów elityczych wytwazaych hybydową metodą MMC-RiT, elityczość zewętza i wewętza elityczy dzeń i elitycza wastwa ośedicząca. Rys. zedstawia schematyczie etay ocesu wytwazaia światłowodu elityczego metodą MCVD. Putem wyjściowym techologii jest lasycza ulta-czysta ua wacowa do światłowodowego ocesu CVD. Na uze szlifowae są dwie ówoległe łasie owiezchie. Głęboość szlifowaia oeśla otem stoień elityczości dzeia. Wewątz taiej oszlifowaej uy osadzay i szloy jest łaszcz otyczy domieszoway fluoem (bufoująca deesja efacyja) oaz dzeń domieszoway gemaem. Ruę z aiesioą i zeszloą stutuą dzeń deesyjy łaszcz otyczy oddaje się ocesowi olasu, zy zastosowaiu egulowaego odciśieia. Główe osie twozącej się elisy dzeia i bufoa otyczego są ostoadłe do łaszczyz szlifowaia efomy. Stoień elityczości dzeia eguloway jest głęboością szlifowaia efomy i sosobem jej olasu (temeatua, odciśieie). Metoda MMC a taże ie metody techologicze wytwazaia światłowodów dają włóa otycze o awie idealie oągłych dzeiach. Nomy douszczają ewie stoień elityczości dzeia w światłowodzie izotoowym. Ta elityczość owoduje ewie stoień dwójłomości włóa, a ogół zyadowo zmieiający się wzdłuż jego osi długiej. Między iymi ewolucja esidualej elityczości (obo zabuzeń mechaiczych i temiczych) jest zyczyą modowej dysesji olayzacyjej (MDP). W światłowodzie o dzeiu elityczym sytuacja jest ieco odmiea. Żada metoda techologicza ie daje bezośedio dzeia elityczego. W metodzie MMC dzeń cylidyczy jest twozoy jao miimum eegetycze dla stugi szła leiego. Dla taiej stugi odlegającej tasfomacji omiędzy óżymi ształtami elisa (lub aczej zywa eliso-odoba) jest ształtem zejściowym. Kształt te jest zamażay w odowiedim stadium (w aszym zyadu w hiotetyczym momecie ajwięszego odobieństwa ształtu zeoju ozeczego stugi do elisy) zez metodę techologiczą. Otzymaa zywa ie jest jeda igdy doładie elisą. Hybydowa metoda wielotyglowa i ęt ua ozwala a wytwazaie światłowodów elityczych o ostucjach zedstawioych a ys.. Kształt zewętzy światłowodu i dzeia mogą być jedocześie elitycze. Wewątz włóa moża wbudować elityczy bufo otyczy, oaz sam dzeń może być elityczy w cylidyczym światłowodzie. Włóa mogą być wytwazae bezośedio odczas jedego etau ocesu wielotyglowego (MMC). W czsie ocesu wielotyglowego moża wytwazać efomę o elityczym dzeiu a astęie w czasie dugiego etau taa efoma jest wyozystywaa w metodzie ęt-ua (RiT). Modyfiowaa metoda wielotyglowa wytwazaia światłowodów (oces MMC, ag modified multi cucible) ozwala a ształtowaie chaateysty oagacyjych włóie otyczych ze szieł mięich. Zasadiczo ila odstawowych odzajów włóie może być wytwazaych zy omocy ocesu MMC. Rozważmy tutaj taie odzaje włóie, tóe jest tudo wytwazać iymi metodami: Światłowody o badzo złożoym ofilu efacyjym, Światłowody z dzeiem o złożoym ształcie, Światłowody o więszej ilości dzei jedomodowych i wielomodowych we wsólym łaszczu, Światłowody wytwozoe z iestadadowych szieł, otymalizowae dla szczególego zastosowaia (czujii i fucjoale elemety fotoicze). Dwa ocetycze tygle, ażdy z dyszą wylotową, są sofiguowae osiowo w odstawowym ozwiązaiu metody techologiczej. Tygle są wyełioe odowiedio wstęie toioym szłem dzeiowym i łaszczowym. Alteatywą metodą jest wyełieie tygli
osziem szlaym i ozostawieie odowiedio długiego czasu a degazyfiację uładu. Szła osiadają óże wsółczyii załamaia światła. W wewętzym tyglu toioe jest szło dzeiowe, a w zewętzym szło łaszczowe. Wauiem oagacji jest sełieie ieówości > a ewej długości światłowodu. Stoioe szło wyciea z tygli ozez dysze. Pzeływ oisuje awo Poisseuille a. Stosue omiei dzeia do łaszcza jest oeśloy wyażeiem: a / a Q / Q, gdzie Q P / 8 l Q(,)-objętościowy zeływ szieł dzeiowego o łaszczowego, P- óżica ciśień w zeoju ozeczym dyszy, η-leość,, l-omień i długość dyszy. Metoda tyglowa ozwala a wytwazaie włóie otyczych gadietowych. Poces ozoczya się ozez wybó odowiediej ay szieł, ta aby umożliwić wzajemą dyfuzję joów modyfiatoów. Najleszą domieszą w dzeiu jest taa, tóa zwięsza wsółczyi załamaia światła i stosuowo łatwo odlega dyfuzji. Jeśli ozład joów jest ieówomiey, wystęuje gadiet ocetacji, to w szyjających ooliczościach ojawia się uieuoway stumień dyfuzji. Wauiem owstaia tego stumieia dyfuzji jest, w ogólym zyadu, obecość w uładzie gadietu otecjału chemiczego. Poces dyfuzji wystęuje wyłączie w ogaiczoym obszaze, gdzie oba szła są łye. Jest to egio omiędzy dyszami tyglowymi. Uład oisuje ówaie dyfuzji, tzw. dugie awo Fica, dla symetii osiowej: c / c / / D c/ t 0. Gdzie: c= c(,t) ozład joów modyfiatoów, D- stała dyfuzji, t- czas, - omień. Dla wauów bzegowych: t=0, c=(,t)=c o jeśli 0<<a i c(,t)=0 dla >a, gdzie a-omień dzeia światłowodu, C o- ocetacja joów modyfiatoów w szle wyjściowym, ówaie dyfuzji ma ozwiązaie w ostaci ozładu ocetacji jou dyfudującego, tóy wyosi: 0 Dt c, t C0 ex u J 0 ujudu R R gdzie: C o- ocetacja oczątowa, D-wsółczyi dyfuzji, t- czas zejścia zez egio dyszy, a-omień dzeia, J- Fucja Bessela, R -śedica dyszy dzeiowej, R -śedica dyszy łaszczowej, L d długość dogi dyfuzji. Zomalizoway wsółczyi dyfuzji defiiujemy jao: K=Dt/R. Możliwe jest owiązaie wsółczyia wymiay joowej K z aametami ocesu techologiczego. Z mechaizmu wyływu szieł z tygli wyia, że: R V=a v Watość aametu K jest związaa z objętościowym zeływem ozez zależość K=Dπl/. Doga i czas dyfuzji są związae wzoem t d=l d/v=l dr /a v, a więc zomalizoway wsółczyi dyfuzji wyosi K=DL d/a v, gdzie V-ędość wyływu szła z tygla dzeiowego Taie uoszczeie załada, że ofil efacyjy włóa DC jest doładie lub w dostateczym zybliżeiu ofilem tyu α. W ogólym zyadu zedmiotem aalizy jest dyamicze zachowaie wyływającego stumieia cieczy o zmieej leości w zeoju ozeczym zy małych watościach liczby Reyoldsa. Wyływ może być swobody lub wymuszoy dodatowymi czyiami taimi ja adciśieiem w tyglach lub wyciągaiem. Ogólie leość cieczy w stumieiu zmieia się w zeoju ozeczym, co zaczie utudia aalizę, gdyż wastwy ciełego szła ouszają się z óżymi ędościami względem bzegu dyszy tygla zewętzego. Zmiaa leości jest zaczie więsza wzdłuż długości wyciągaego włóa szlaego, ze względu a jego stygięcie. Stumień do aalizy dzieli się a tzy części: góą goącą, cetalą stygącą, i zimą o stałej śedicy. Załadamy, dla uoszczeia aalizy, że ozład temeatuy i ędości jest jedowymiaowy w dwóch ostatich stefach stumieia. Wastwa cieczy zesuwająca się o dugiej wywiea a ią ciśieie stycze s (aężeie ściające) oocjoale do zmiay ędości zyadającej a jedostę długości w ieuu do iej omalym: P s= Q dv dz. Wsółczyi oocjoalości jest dyamiczym wsółczyiiem leości i ma wymia [Puaz]=[0,*Pa*s]. Zależość ta dotyczy ajostszego zyadu jedoodego odształceia ostaciowego, a więc taiego z jaim mamy do czyieia w zyadu wyciągaia światłowodów. Ogóliej mówiąc leość jest wówczas wsółczyiiem oocjoalości omiędzy aężeiem ściającym P s=f/s, gdzie F-działająca siła zewętza owodująca zeływ stumieia cieczy leiej, S- owiezchia zesuwaej wastwy, a ędością odształceia G=d/dt, gdzie =x o/h, h-gubość wastwy cieczy, v o=x o/t-ędość zemieszczaia się wastw cieczy leiej odległych od siebie o h, v o=cost, G=v o/h=dv/dz= cost, czyli ędość odształceia jest ówa gadietowi ędości. W ogólym zyadu aężeie ij i ędość odształceia ij są tesoami, a więc leość jest związiem omiędzy ich sładowymi (awo Newtoa). d ij ' / 3 dla i=j, dij ij ij dla ij, gdzie, -ciśieie, -ędość odształceia objętościowego, dt dt -leość objętościowa (tzw. duga leość). Gdy zeływ jest lamiay, wówczas leość ie zależy od aężeia ściającego i od wymiau geometyczego ośoda leiego. Dyamiczy wsółczyi leości oeśla się mieząc objętość cieczy leiej V zeływającej w czasie t zez uę włosowatą o omieiu otwou i długości l, zy óżicy ciśień omiędzy ońcami ui. Wsółczyi odaway jest w ostaci wzou Poisseuille a a leość lub zeływ objętościowy (azyway taże wsółczyiiem wyływu szła): t / 8lV. Różica ciśień w zeoju ozeczym dyszy dzeiowej wyia ie tylo z wysoości słua dzeiowego, ale i z óżicy wysoości słuów szieł dzeiowego i łaszcza. Wsółczyi wyływu objętościowego szła dzeiowego będzie:
R V 8 L g R g, gdzie: R h h, R -omieie dysz dzeiowej i tyglowej, g-zysieszeie ziemsie, h h 8 L V - objętościowy wyływ szła dzeiowego w uładzie dwutyglowym, L -długość dyszy dzeiowej,, -gęstość szieł dzeiowego i łaszczowego, h, h - wysoości słuów szieł dzeiowego i łaszczowego,, -leości szieł dzeiowego i łaszczowego. Zachodzi zależość, związaa z wyływem: dh A V, gdzie: A - efetywa dt owiezchia słua szła dzeiowego. Podobie wyływ szła łaszczowego oisay jest aalogiczymi elacjami: Rg dh V h, A V. Zdefiiujmy wsółczyi odobieństwa wyływu szieł dzeiowego i łaszczowego: 8 L dt R g / 8A L, gdzie =,. Liczba Reyoldsa oeśla stosue sił bezwładości do sił leości i wyażoa jest zależością: Re / /, gdzie: -gęstość, =/- wsółczyi leości iematyczej, -wsółczyi, -ędość i wymia liiowy chaateyzujące day zeływ. Małym watościom liczb leości dyamiczej, Reyoldsa odowiadają owole zeływy badzo leich cieczy. Dla ażdej ostaci zeływu istieje watość ytycza liczby Reyoldsa Re<Re yt, że możliwy jest tylo zeływ lamiay. Dla uładu zeływu sotyaego w tyglowej metodzie wytwazaia światłowodów, mamy do czyieia z zeływem cieczy leiej, o stosuowo dużej leości. w oówaiu z wodą, zez długą cylidyczą uę o zeoju ołowym lub elityczym. Z watości ytyczej liczby Reyoldsa dla taiego idealizowaego ( idealizowaego, gdyż załadamy, że zeływ jest swobody i leość gwałtowie ie wzasta o ouszczeiu zez szło dyszy) zyadu moża oeślić gaicze watości aametów zeływu ytyczego z zybliżoego wzou: Re yt sds / =00, gdzie: s s -śedia ędość zeływu, d s- uśedioa śedica dyszy tygla (w zyadu iewieliej elityczości dyszy), s- uśedioa watość leości iematyczej uładu szieł. Taie hiotetycze watości obliczoe dla tyowych daych techologiczych wyoszą w zybliżeiu: =0 uaza, s=0,3[m /s], (zy watości =0-6 [m /s] dla wody w 0 o C), oaz d=0mm i =6,6*0 5 m/s, a więc wielość zuełie ieealistycza (zy daych dla wody d=mm, =,m/s). Liczba Reyoldsa staowi aamet odobieństwa dyamii zeływów cieczy leiej. Pzeływy szła w dyszach tyglowych (. cylidyczych i elityczych) mogą być odobe od względem działających sił tylo wtedy, gdy liczby Reyoldsa obu zeływów są taie same. W zyadu zastosowaia teoii odobieństwa do aalizy twozeia włóa światłowodowego, uch cieczy leiej ie jest oeślay zez dużą liczbę watości oszczególych aametów fizyczych (leość, gęstość, ędość zeływu, it.), ale zez związi między siłami, tóe owstają w zeływie i są wyażae w ostaci złożoych ombiacji tych aametów. Taie związi azywamy omlesami. Komlesy abieają zaczeia chaateystyczych zmieych. Liczba agumetów ulega educji. W ewych zyadach, jeśli możliwe jest ułożeie ówań oisujących zjawiso, omlesy są bezwymiaowe. Ta jest w zyadu liczby Reyoldsa. W zyadu zeływu leiej cieczy ieściśliwej zjawiso oisae jest ówaiem Naviea-Stoesa: g v vv 0 gdzie: v-ędość, -ciśieie, -gęstość, -leość cieczy, g- zysieszeie gawitacyje. Z ówaia Naviea-Stoesa wyia, że suma siły ciężości g, ciśieia, tacia wewętzego v oaz bezwładości - vv jest ówa zeu. W zyadu stumieia swobodego to ówaie tzeba uzuełić aięciem owiezchiowym, a więc czyiiem, gdzie -eegia owiezchiowa. Pzebieg ocesu zależy od stosuów omiędzy siłami. W tym zyadu zależy a zyład od watości wyażeia względego vv/ v, tóe oeśla stosue sił bezwładości i tacia wewętzego. Ogaiczamy aalizę atyczie do obszau góego stumieia. Czyiiem domiującym jest tutaj leość szła, tóą egulujemy temeatuą. Stumieie szła, obsewowae zy wyciągaiu włóie szlaych z ailaych dysz mają óży ształt, zależy od wauów wyływu a ońcu dysz. Kształt stumieia szła, odobie ja i iych cieczy, związay jest z aięciem owiezchiowym oaz chaateem zeływu szła zez dyszę, oeśloym zez liczbę Reyoldsa. Dla szieł i ocesu wyciągaia światłowodów watość tej liczby jest stosuowo mała (zędu 0-3 0-6 ) i zeływy taie zaliczamy do ełzających. Ze zmiaą watości liczby Reyoldsa ształt wyływającego z dyszy stumieia szła ulega zasadiczym zmiaom. Obo owyżej wymieioego ówaia Naviea Stoesa, ois zjawis w wysootemeatuowym etaie ocesu wyciągaia światłowodu (tutaj dodatowo o ształtowaym dzeiu) zawieają ówaie ciągłości stumieia i ówaie eegii. Ogóle ozwiązaie taiego uładu ówań w ostaci aalityczej ie istieje. Tzeba zyjmować uoszczeia mające jaąś odstawę techiczą. Załadamy a zyład, ze zywiza stumieia d/dt jest miejsza od 0,. Badzo ważą osewecją tego założeia jest, że ędość osiowa V, temeatua T, ciśieie loale, leość stumieia szła, mogą być uważae za stałe w całym obszaze zeoju ozeczego. Aalizoway ozedio wyływ objętościowy moża owiązać z liczbą Reyoldsa a watość liczby Reyoldsa z aametami ocesu techologiczego wyciągaia światłowodu, możliwymi do bezośediego omiau. V, gdzie: V-zeływ objętościowy, R-omień dyszy, eta- leość zeływającego szła. Re R Podstawowym założeiem wyjściowym dla uładu N tygli i wyiającego włóa wielowastwowego jest waue stałych oocji wymiaowych w czasie ocesu. Stałe wymiay ozaczają, że oszuujemy ozwiązaia stacjoaego dla ówaia zeływu szła. Pzeływ cząstowy wyia z geometii oszczególych dysz. Pzeływ całowity jest
zdetemioway zez dyszę zewętzą o ajwięszym wymiaze. Zae zależości dla ocesu DC moża uogólić m m a uład stosu N tygli:, dla =,...m-; H H H H, dla =m-, gdzie: = m - dzeń, =...m wastwy efacyje włóa, R g / 8A L, w -tym tyglu H h t 0 H ; Nastęująca ieówość musi być sełioa dla - oczątowa wysoość łyego szła m : m. Wsółczyii są jedymi z ajbadziej istotych aametów ocesu techologiczego. Zależą oe w istotym stoiu od temeatuy. Ta więc ozład temeatuy wzdłuż osi x oaz z ieca osiada zasadicze zaczeie dla sawości ocesu. Stacjoae ozwiązaia dla ajbadziej atyczego zestawu tzech tygli są: H H, H H,, i Ri gi / 8Ai i L, gdzie: H i watości oczątowe wysoości oztoioego szła w tyglach, -dzeń, -iewsza wastwa efacyja, -duga wastwa, 3-tzecia wastwa. Rozwiązaia stacjoae dla często stosowaego w wauach laboatoyjych zestawu oczwóego tygli są: 3 3 3, 3, 3 H H H 3 H H H. 3 3 3 3 3 3 Powyższe zależości mogą być wyozystae atyczie w celu wytwazaia włóie MMC (taże wielodzeiowych) o złożoej stutuze efacyjej. W ocesach DC oaz MMC moża zastosować ostucję dzielącą stumień wyływającego szła z tygli. Kostucja ta dotyczy dysz wyływowych oaz odó omiędzy tyglami w stosie. Podoy z otwoami azywamy diafagmami. Pzez otwoy łye szło łączy się ze szłem w sąsiedich tyglach. Kształt otwoów w diafagmach ich wielość i usytuowaie względem dyszy decyduje o loalym ieuu i ędości zeływu szła fomującego włóo otycze. Loale, idywiduale stumieie szła w uładzie dysz diafagmowaych fomują wewętze elemety włóa. W zyadu taiej modyfiacji budowy stosu tygli, oiecze jest oowe sfomułowaie ówań zeływu. Diafagmy w istotym stoiu wływają a waui zeływu szła omiędzy tyglami w ytyczym dla twozeia włóa obszaze międzydyszowym. Tu twozoe są subtele stutuy wewętze włóa modyfiujące jego ostatecze właściwości falowodowe. Zabuzeie zeływu szła wowadzamy do ówań w ostaci fucji zabuzeia F. Ta fucja jest dodatowym możiiem w owyższych ówaiach i staowi odzaj tasmitacji dla stumieia szła zez uład diafagmujący. Agumetami fucji są F x, c, S E, gdzie: i (l,, ) - i i, loala leość szła z i-tego tygla, x - ozład temeatuy wzdłuż dogi twozeia i wyciągaia włóa, fucja ształtu i owiezchi aetuy diafagmy omiędzy tyglami i-tym i i+- szym, E wsółczyi modyfiacji dobieay eseymetalie. Fucja została zastosowaa z owyższymi ówaiami w celu obliczeia wauów F stabilego ocesu wytwazaia włóa o wcześiej założoych złożoych oocjach geometyczych i właściwościach efacyjych. W celu dalszego umożliwieia ształtowaia chaateysty włóa owyższa metoda została złożoa z techią seaacji tygla wewętzego. Istieje szeeg modyfiacji lasyczego ocesu DC. Modyfiacje mają a celu otzymaie włóie o ojetowaych właściwościach oagacyjych, ważliwościowych, mechaiczych, geometyczych, it. Jedą z modyfiacji, dającą. włóa wielodzeiowe, lub o dzeiach ie cylidyczych jest metoda gdzie dodatowy tygiel (lub ila tygli) zaewia obecość seaującej wastwy (seaującego stumieia) (lub ilu wastw) szła. Geometia stosu tygli tego odzaju modyfiacji metody MMC ie musi być osiowa. Wewętze dwa tygle mogą być ołączoe stałym zejściem o egulowaej szeoości. Połączeie zaobiega całowitemu slejaiu slejaiu stumiei szła twozących zez ewie czas idywiduale stugi w czasie wyciągaia włóa. Połączeie zaobiega ówież zed zmiaą ształtu twozoych dzei wsute oddziaływaia sąsiadujących stumiei szła. W odstawowym ozwiązaiu uład zaobiega zed zyjęciem zez dzeń osiowej ozycji we włóie. Pośedi tygiel osiada liczbę dysz i wielość ich zeoju odowiadającą ojetowaemu odształceiu dzeia w światłowodzie. Tygle wewętzy i zewętzy mogą być załadowae tym samym odzajem szła lub óżymi szłami. W dugim zyadu możliwa jest budowa włóa z dzeiem cetalym cylidyczym lub odształcoym o tej samej lub óżej watości aetuy umeyczej. Rówaia zeływu szła dla taiej modyfiacji geometii tygli zyjmują astęującą ostać, dla iewszego tygla: Q g / 8 L h h, Q A dh / dt R, dh / dt h 3h3 /. Uład ówań dla ozostałych tygli jest: Q N g / 8 L h h33, Q A dh / dt N R, dh / dt A h h Q gh / L, Q A dh / dt A dh / dt A dh dt R, 3 3, 3 3 3 3 8 3 3 A dh dt A dh / dt A dh dt / 3 3 3 / A 33h3 / 3 3 /. Wsółczyii są zdefiiowae jao: g / 8 L A, N g / L A, 3 3 g3 / 8 3L3 A. 3 8 3 c S i -
Liiowy uład ówań óżiczowych jest: dh / dt 3h3 / h, dh / dt 3h3 / h dh / dt A h / A A / A h A A 3 3 3 3 3 / A h R e xt 3 3 3 0 / 3 oocjach: 3 3,. Rozwiązaiem jest ędość wyciągaia włóa o stacjoaych. Aaliza dyamii wyływu ształtowaego stumieia szła będzie otyuowaa w astęej części sawozdaia. W szczególości oszuiwae będzie ozwiązaie ówaia ędu dla stumieia o założoych techologiczie wauach oczątowych i bzegowych. Rozwiązaie tego ówaia daje odowiedź a zbliżoy do otymalego ształt dysz wylotowych tygli dzeiowych. Na włóa o ształtowaych dzeiach tyu MMC ozważae są szła o wysoiej czystości wymieioe w tabeli : Zasadiczo dwa odzaje włóie MMC moża otzymać w tacie ocesu z seaacją tyglową: światłowody z dzeiami oza osią włóa o osiowej symetii, światłowody z osiowym dzeiem i ozaosiowymi dzeiami i o osiowej symetii. Te guy moża ozwiąć ozez ołączeie techi diafagmowaia oaz izolacji tyglowej w czasie jedego ocesu MMC. Światłowodami homo-dzeiowymi azywamy włóa wielodzeiowe (. o odwójym dzeiu elityczym) o jedaowych dzeiach. Światłowody homo-dzeiowe moża wytwazać metodą z seaacją tyglową. Wewętzy tygiel jest wyełioy szłem łaszczowym. Jeśli wewętzy tygiel jest wyełioy szłem dzeiowym to cetaly dzeń musi osiadać doładie te same aamety ja dzeie oza osiowe. Poces MMC z seaacją tyglową ozwala a wytwazaie (wewątz dwóch odstawowych gu) ówież włóie heteo-dzeiowych. Włóo heteodzeiowe osiada co ajmiej dwa óże dzeie (tutaj dwie elisy) o óżych chaateystyach: otyczych, fizyczych, mechaiczych, temiczych, oagacyjych i iych. Najostsze lasy włóie heteo-dzeiowych są: światłowody wielodzeiowe o óżych śedicach dzei aetuach umeyczych NA NA i i j d d i i j światłowody wielodzeiowe o óżych Poces MMC daje w wyiu ształtowae włóo otycze. W szczególości jedym z aametów ojetowych jest szczegółowa toologia efacyja zeoju ozeczego światłowodu. Paamety ocesu techologiczego włóa otyczego ształtowaego są: temeatua wewątz ieca, ształty dysz tyglowych, loalizacja stosu tygli względem wylotu ieca (ońca stefy gzejej), itd. Każda część stumieia ciełego szła fomującego włóo otycze jest zedmiotem dyamiczego oddziaływaia astęujących sił: leości, aięcia owiezchiowego i gawitacji (zewętzej siły wyciągającej) a taże tacia o owietze. Dwie iewsze z tych sił są fucjami temeatuy oaz geometii dysz tyglowych (bezwzględe i względe śedice, ształty, obecość aoży, wąsich i szeoich części w aetuach dysz, it.). Względe zaczeie czyia gawitacyjego (oaz zyłożoej zewętzej siły wyciągającej) zależy od watości dwóch iewszych sładiów. Rola czyia gawitacyjego wzasta z maleiem leości szła (wzost temeatuy oaz więsze śedice aetu dyszowych). W iższych temeatuach siły związae z leością domiują ad zaczymi watościami sił aięcia owiezchiowego. Włóo wyciągae w odobych wauach owio ajleiej obazować (tasfomować) iecylidyczy ształt dzeia. Pzy założeiu, że ształt te ie jest zbyt złożoy, tz. w szczególości ie osiada zbyt cieich miejsc i zbyt oddaloych fagmetów aetuy. Zbyt duża leość ie ozwala a jedoody (z jedaową ędością) zeływ stumieia szła zez cały zeój ozeczy aetuy dyszy wylotowej. Pzeływ będzie eduoway w ewych obszaach aetuy. Obazowaie fucjoale ształtu dzeia (tasfomacja od ształtu dyszy do ostateczego ształtu dzeia w światłowodzie) będzie modyfiowae w zależości od względych zeływów objętościowych w óżych częściach aetuy wylotowej. W celu idealego obazowaia dzeia światłowodu oces MMC owiie być ealizoway w wyższych temeatuach. Zmiejszoa leość ozwala a zeływ szła zez somliowae ształty dyszy. Zbyt mała leość ie ozwala a dołade odwzoowaie ształtu aetuy dzeiowej. W elatywie wyższych temeatuach, leość maleje zaczie zy awie stałej watości aięcia owiezchiowego. W zeczywistości, gdy temeatua wzasta o 00 o C, aięcie owiezchiowe zmiejsza się o o.,0,5%. Wzastająca ola aięcia owiezchiowego odzwieciedla się w zaoąglaiu szczegółów ształtów aetuy i wówczas oowie obazowaie dzeia ogasza się. Ta więc, obazowaie dzeia jest ajlesze dla ewej temeatuy otymalej dla oetego ocesu a szczególie zestawu szieł światłowodowych. Ilość aametów wływających a wielość tej temeatuy jest zacza: idywiduale chaateystyi wszystich szieł wystęujących w ocesie, chaateystyi óżicowe, ształty aetu dyszowych, chaateystyi temicze ieca, it. Ja dotąd, ajleszą metodą dobou tej temeatuy jest eseymet techologiczy. Jaość ocesu odwzoowaia ształtu dzeia jest taże zależa od budowy sodiej części tygli. Stosowao tzy odzaje tygli z czystego szła zemioowego o sodach: łasim, sfeyczym i aaboliczym. Sód aaboliczy był stosuowo zaczie achyloy. Eseymety oówawcze wyoao dla taich samych wauów techologiczych tz. taie same szła, temeatuy, ształty aetu dyszowych, it. Płasie da tygli były ajlesze (w sesie jaości zobazowaia dzeia) dla dolej części dozwoloego zaesu temeatu ocesu. Paabolicze da były ajgosze w tych wauach, a sfeycze ośedie. Dla góej części dozwoloego zaesu temeatu ocesu, wływ óżic omiędzy ształtami de tygli a zobazowaie dzeia był ieozóżialy. Jedaże dla góej gaicy tego zedziału zobazowaie ształtu dzeia ogólie ogaszało się. Dla temeatu w obliżu otimum zobazowaia, wływ ształtu da był badzo iteesujący. Pocesy te są zedmiotem dalszych ac badawczych dla óżych zestawów szieł i geometii dysz. Jaość obazowaia dzeia zależy do ewego stoia od ciśieia szieł w tyglach zy dyszach wylotowych. Ciśieie szła zy dyszy wyia z wysoości słua cieczy. Początowo załadao, że duże watości ciśieia óżicowego omiędzy szłami dzeia i łaszcza w dyszach tyglowych owiie dać lesze zobazowaie dzeia. Eseymet techologiczy dał wyi zeciwy dla szieł o
odobych chaateystyach leościowych. Duża óżicowa watość ciśieia owoduje wzost siły hydostatyczej. Pzeływ objętościowy szła dzeiowego jest więszy, dla miejszych leości, oocjoalie we wszystich miejscach aetuy dyszowej. Rezultatem tego ocesu są egulae zmiay oocji wymiaowych dzeń łaszcz. Zmiaa jest w sesie odobieństwa geometyczego a ie obazowaia detali ształtów. Aaliza sił w aetuze dyszowej ozwala stwiedzić, że ciśieie hydostatycze zeomo obiża watość siły leości, co dla stałej watości aięcia owiezchiowego owadzi do ieco słabszego odwzoowaia ształtu dzeia. Ois dyamii wyływu ształtowaego stumieia szła zedstawioy owyżej i obsewacje dotyczące obazowaia fucjoalego ształtu dzeia wyozystao do stwozeia umeyczego modelu tasfomacji ształtów aetuy dyszowej w dzeń światłowodu. Daymi wejściowymi systemu są:. Ois fucyjy ształtów, daego wejściowego i załadaego wyjściowego,. Chaateystyi mateiałowe szieł, 3. Paamety techologicze ocesu. System oblicza w ostaci gaficzej zybliżoy ształt obazowaego dzeia. Jede z wyiów dla óżych sosobów obazowaia dzeia zedstawioo a ys. 5. Zastosowae oceduy obliczeiowe będą zedmiotem odębej ubliacji. Rys.5. Wyii umeyczej symulacji ształtu ofilu efacyjego wielomodowego światłowodu o dzeiu elityczym (lub efomy światłowodu elityczego jedomodowego) wyciągaego ze stosu tygli o azwie odowej fly995 (zedmiot atetu). Obliczeia oato o umeycze ozwiązaia ówań dyamii ształtowaego wielowastwowego stumieia szła. Śedica zewętza włóa była ojetowaa a 5m. Względa óżica wsółczyiów załamaia 0,5% (dzeń-łaszcz) i 0,5% (łaszcz-suot). Dla celów wytwazaia światłowodów o dzeiach elityczych tyu MMC zaojetowao i wyoao owe, modyfiowae zestawy stosów tygli, usztowań i diafagm. Nietóe z testowaych ozwiązań są zedmiotem własych zastzeżeń atetowych i będą zedstawioe w czasie ezetacji iiejszej acy. W czasie ojetu stosu dążoo do ealizacji ocecji budowy stosu zitegowaego (sawaego) dwu lub tzy-tyglowego. Stos osiada diafagmy między-tyglowe z aetuami ustalającymi ilość i ieui zeływu szła w tym ytyczym obszaze twozeia włóa. Jeśli tygle w stosie zitegowaym wyosażoe byłyby w dodatowe dysze to wływ diafagm jest uwyulay lub miimalizoway, w zależości od długości dysz. Połączeie efetów techologiczych o zeciwym wływie ale iejedaowym efecie a twozeie włóa ozwala a stwozeie dodatowych azędzi budowy somliowaej stutuy światłowodu zaówo o złożoym ształcie dzeia ja i wielodzeiowego. Rys. 6. Modyfiacje ostucji stosu tygli dla metody MMC. a), b) oaz c) Poces MMC z diafagmowaiem dysz tyglowych; -tygiel wewętzy, - tygiel zewętzy, 3-cylidycza diafagma międzytyglowa o dwóch (lub więcej) aetuach ; 5-wieloote dysze w tyglu dzeiowym, 6-dysza tygla łaszczowego; d) Uład tzytyglowy (stos) do wytwazaia włóie MMC o ształtowaych dzeiach i wielodzeiowych. Poces z wewętzą seaacją tygla. - tygiel wewętzy do twozeia dzeia osiowego (zawiea szło dzeiowe) lub do seaacji dzei oza-osiowych (zawiea szło łaszczowe), - tygiel ośedi ze szłem dzeiowym, 3 tygiel zewętzy ze szłem łaszczowym, dysza seaująca, dysze dla dzeia ojedyczego slejaego z dwóch stumiei lub dwóch oddzielych dzei. Poces diafagmowaia dysz może być ewetualie ołączoy z ocesem seaacji tygla we wsólym stosie o odowiediej ostucji. Zestaw techologiczy jest umieszczoy w odębej hali, częściowo izolowaej od zaieczyszczeń zewętzych. Wieża wyciągowa słada się z wysoiej jaości ieca sylitowego, uładów zasilaia i automatyi, uładów omiaowych (temeatua w óżych miejscach ieca), uładu admuchu agou, uładów egulacji i stabilizacji temeatuy, uładu wielootego owleaia włóa wastwą zabezieczającą oaz automatyczego uządzeia wyciągającego. Bębe wyciągający obacay jest badzo ecyzyjie z egulowaą ędością. Bębe osiada taże ecyzyjy aęd ozeczy. Regulacja obotów jest możliwa w zaesie 0 0 obotów a seudę, zy śedicy bęba 63 cm. Daje to zaes ędości wyciągaia 0-0 m/s. Laseowy miei śedicy włóa ołączoy jest uładem szężeia zwotego z uładem wyciągającym w celu stabilizacji aametów włóa. Wieloutowy omia temeatuy ieca dooyway jest z doładością zaczie leszą iż 0, o C, zy tyowych oziomach temeatuy ocesu w zaesie 800-00 0 C dla szieł wielosładiowych. Moc ieca wyosi w zaesie 5 0 W. Komoa ieca jest cylidycza i osiada 350 mm śedicy. Siale elemety gzeje są umieszczoe ówolegle do osi wyciągaego włóa, dając odowiedio jedoody ozład temeatu. Pomiay temeatu wewątz ieca są wyoywae zy omocy temoay PtRh-Pt. Piec jest wyosażoy w zamięty uład obiegu agou. Pzeływ agou woół włóa jest lamiay. Poces zygotowaia ciągu techologiczego do wytwazaia światłowodów włóowych o dzeiach elityczych olegał a: zbudowaiu modyfiowaego zitegowaego zestawu stosu tygli, zaojetowaia dysz i diafagm międzytyglowych, będzie to zedmiotem atetu, dostosowaiu ieca wyciągowego do twozeia dodatowej ściśle
como et glass otolowaej i stabilizowaej stefy temiczej w oolicach dyszy tyglowej, ozwiązaia ówań dyamii ształtowaego wielowastwowego stumieia szła. Rys. 7. Pzeój ozeczy zez wielofucyjy iec dla metody MMC wytwazaia światłowodów. Kostucja ieca: - omoa gzeja, - uład zasilaia tygli, 3- odoa, - zewętza obudowa stalowa o odwójych ściaach i wewętzej izolacji ceamiczej, 5- uchomy sód, tóy może być szybo usuięty i założoy oaz umocoway łączami 6, 7- ea ceamiczy oieający się a odstawie ieca, 8- uszt ceamiczy odieający tygle, 9-doly wlot chłodziwa, 0-omoy chłodzące ścia ieca,- wlot chłodziwa ścia, - uszczeli ieścieiowe, 3- wlot chłodziwa dla oywy góej, złącza eletycze, 5 zejście dla temoa, 6 ua łącząca do systemu admuchu gazu i omy óżiowej, 7-jedosta zasilaia ieca i tygli, 7,9,0-eay aludowe do izolacji temiczej, - odoa ceamiczych uowych eaów temiczych, - wewętzy dyfuzo temiczy, 3- siala gzeja. Dla celów wytwazaia światłowodów ształtowaych sytetyzowao ila autosich a odzi szieł światłowodowych, obo zastosowaia lasyczych ozwiązań szieł wielosładiowych. Nietóe ze stosowaych uładów szieł zebao w tabeli. Na olejych ysuach zedstawioo fotogafie zyładowych ozwiązań światłowodów elityczych wielomodowych, efom do wytwazaia światłowodów jedomodowych i elityczych światłowodów jedomodowych wytwozoych w laboatoium techologii światłowodów Huty Szła Biaglass. Tabela. Szła światłowodowe SiO[% w] AlO3 BO3 NaO KO PbO BaO CaO GeO LiO MgO ZO ZO AsO3 SbO 3 CeO d d [0 - B B 58,8-3,5 3,5 9,9-9,0 -,7 0,6 - -,50 80 560 B3 B 9,7-6,0,6 5,0, 9,9 -, 0,8 0,5 -,569 7 60 B0 9, - 6,0,6 5,0,6 9,0 -, 0,5 0,3 0,5,569 7 60 BF7 BF8 0,0,6,0 0, 3,0 5,0 9,0-8,0 0,5 0,5 -,6 70 589 BLF 5,8 0,8 -,,0 0,3, - 8,0 0,5 0,3 -,563 7 570 BLF 56,8 0,8 -,5 0,5 6,3,0-8, 0,5 0,5 -,58 8 530 BLF,0,0,0,57 BK,50 77 57,6 BK07 68, -,0,0 6,0 -, - -,0-0,5,58 77 560 BK7,57 7 559,5 F F 5,6 - -,6 6,0 5,3 - - - 0,3 0, -,60 8 55 FK3,65 65,8 8 36,7 7 / 0 C] Tg[ o C ] [g/cm 3 ] K K K3 69,0 -,0 8,0,0,0 - - 6,5,0 - -,58 83 5 K K5 39,6, 5,0 - - - 0,3 - - 0,5 0,5 -,589 60 658 S 6.0 3,0 3,5,0 - - - - 8,0 0,5 - -,5 85 585 S 8, -,5 9,8 - -,0,, 0,5 - -,57 79 680 S3 9,0-6,0 5, - - 36,0 3, - 0,5 - -,60 85 750 S 6,,6 3,5 3,0 - - - - 0,0 0,5 - -,53 93 590 S5,0-6,8 3,3 - -,0, - 0,5 - -,66 85 760 S6 6,0 3,0, 5,0 - - - -,6 0,5 0,5 -,50 87 580 S7 30,0 5,0,5 -, - 8,0 -,3 0,5 0,5 -,63 83 585 S8 7,0 -,0 9,0 - -,0 - - 0,5 0,5 -,55 90 60 S9 7,0,5 5,0 6,8 5, - - - - 0,5 - -,53 93 605 SAlS 80 8 550 SAlS 60 0 0 SAlS3 0 0 0 SBS 65,0 3,0,0 5,0 - - - - - - - - 3,0 - - -,59 87,0,67 (clad) SK 37,0,583 6 SLS 55,0 5,0 6,0 8,0 5,0,0 - -,55,9 79 (coe) SLS (clad) 65,0 7,0,0 7,0 5,0,0,58, 95 SLBS (coe) 55,0 0,0 5,0 6,0 8,0 5,0,0,533,9 70 SLeS (coe) 6,0 3,0 6,0 5,0,65 85,0 3,6 como et glass SiO[% w] AlO3 BO3 NaO KO PbO BaO CaO GeO LiO MgO ZO ZO AsO3 SbO 3 CeO d [0-7 / 0 C] Tg[ o C ] [g/cm 3 ]
Fot. 8. a) Światłowód wielomodowy ze szła wielosładiowego o dzeiu elityczym. Dae: =3%, =50m, a=35m, b=5m; Światłowód może służyć jao efoma do wytwazaia światłowodu jedomodowego metodą ęt-ua. Tyowy stosue zecieieia efomy wyosi od o. 0 do 0 azy. Pefoma jest wyozystywaa w metodzie ęt-ua. Płaszcz efomy staje się bezośedim deesyjym bufoem otyczym. Płaszcz ostucyjy osiada wsółczyi załamaia więszy od łaszcza deesyjego o o. 0,5% do o. %, tyowo 0,3%. Fot 8.b. Więszy otast fotogafii 8.a. w celu oazaia szczegółów ształtu dzeia. Moża zaobsewować odstęstwa od ształtu idealej elisy. Fot. 8.c. Światłowód o daych ja a fotogafii 8.. o iych oocjach dzeia: a= 50m, b=30m. Fot. 8.d. Powięszoy otast fotogafii w celu oazaia szczegółów ształtu dzeia elityczego. Fot. 8.e. Póby techologicze z wytwazaiem światłowodów o dzeiu elityczym ozciągającym się od bzegu do bzegu włóa oaz dzeiu asowym zeciającym całe włóo. Dae =50m, =3,5%, b=m. Fot. 8. f. Fotogafia zeoju ozeczego jedomodowego światłowodu o dzeiu elityczym wytwozoego w czasie hybydowego dwuetaowego ocesu wielotyglowego. Dae: =,5%, a=,5m, b=,5m, =50m. Fot. 8.g. Fotogafia zeoju ozeczego światłowodu o dzeiu elityczym. Dae: =50m, a=7m, b=5m, =%. Światłowód tzw. isoaetuowy. Fot. 8. h. Pzeój ozeczy światłowodu o dzeiu elityczym wytwozoy jedoetaową metodą wielotyglową. Dae: =50m, a=7,5m, b=3,5m, =,5. Kostucja tzw. wysooaetuowa. Stosuowo dobze odday ształt elityczy dzeia. Nazwa odowa uładu dyszy bow-tie 995HSB. Pzedmiot atetu. Fot. 8.i. Fotogafia zejściowego etau techologiczego ształtowaia elityczego dzeia o dużym stosuu wymiaów osi główych a/b. Dae: =50m, a=9m, b=3,5m, =3,5%. Widocze zabuzeia ształtu dzeia. Metoda modyfiowaa wielotyglowa jedoetaowa. Fot. 8.j. Fotogafia zejściowego etau techologiczego ształtowaia elityczego dzeia o dużym stosuu wymiaów osi główych a/b. Dae: =50m, a=0m, b=8m, =,5%. Widocze zabuzeia ształtu dzeia. Metoda modyfiowaa wielotyglowa jedoetaowa. Fot. 8... Fotogafia zeoju ozeczego dwudzeiowego jedomodowego światłowodu elityczego. Metoda techologicza hybydowa. Dae: =50m, a=m, b=,5m, d=m. Fot.8.l. Fotogafia cetalego obszau światłowodu (b. duże owięszeie) o dzeiu elityczym wytwozoego w czasie dwuetaowego ocesu hybydowego wielotyglowego i ęt ua. Widoczy jedomodowy dzeń elityczy i cetaly obsza deesji efacyjej zauzoy w otyczym łaszczu ostucyjym. Dae: a=m, b=,m, d=0m, =50m, =3%, d=0,3%, gdzie =-, d=-3, wsółczyi załamaia a osi dzeia, wsółczyi załamaia obszau deesji efacyjej (łaszcza otyczego, otyczego bufoa ośediczącego), 3 wsółczyi załamaia właściwego łaszcza ostucyjego światłowodu, - śedica zewętza światłowodu, d śedica obszau deesji efacyjej.. Pomiay światłowodów elityczych Pomiay i zastosowaia światłowodów dwójłomych, w tym elityczych, wymagają loalizacji osi szybiej i wolej. Jeśli sta olayzacji fali wejściowej jest w oicydecji z tóąolwie z osi olayzacji to ozostaie stały wzdłuż światłowodu. Jeśli oś olayzacji fali wejściowej twozy dowoly ąt z osią olayzacji światłowodu, to sta olayzacji fali zmieia się oesowo z dogą dudieia. Światłowody dwójłome są wyozystywae w systemach światłowodowych jao olayzatoy, jedoolayzacyje liie tasmisyje do tasmisji oheetej, czujii, szęgacze olayzacyje, it. Techia omiaowa światłowodów dwójłomych jedoolayzacyjych musi
uwzględiać chaateystyi olayzacyje taich światłowodów sowodowae aizotoią otyczą iduowaą aężeiami. Tyową chaateystyę setalą tłumieia taiego światłowodu zedstawioo a ys. 9. W laboatoium Mieictwa Otoeletoiczego ISE PW [] wyouje się omiay właściwości setalych odzesołów światłowodowych, włączając w to chaateystyi światłowodów dwójłomych. Wyozystuje się zmodyfioway uład omiau tłumieia setalego metodą odcięcia. Ze względu a olayzacyje właściwości tych światłowodów i oieczość oietacji ątowej względem osi długiej, oiecza jest modyfiacja metod omiaowych. Pomiay właściwości olayzacyjych światłowodów są odębą szeoą dziedzią mieictwa światłowodowego. Światłowody o elityczych dzeiach osiadają właściwości dwójłome. Są oe słabsze iż dla światłowodów z mechaiczie iduowaą dwójłomością. W zyadu światłowodów elityczych zomalizoway aamet dwójłomości jest zędu B=0-6, odczas gdy dla światłowodów ada i bow-tie wyosi B=0 - (doga dudieia jest zędu L B=cm). Metody omiaowe są odobe ja dla światłowodów dwójłomych z óżicą w systemie szężeia mocy uwzględiającą elityczy ształt dzeia. Rys. 9. Chaateystya setala tłumieia olayzatów otogoalych modu odstawowego w jedomodowym światłowodzie o dużej dwójłomości (taże elityczego). Tą chaateystyę moża wyozystać doi elimiacji jedego z olayzatów, uzysując oagację jedoolayzacyją. W światłowodzie elityczym miezoe są ajczęściej astęujące aamety: - geometycze ołożeie główych osi elisy dzeiowej i ewetualie elisy obszau deesji efacyjej, wymiay osi elisy, odstęstwa od ształtu elityczego dzeia; - tasmisyje tłumieie, olayzacyja dysesja modowa, dwójłomość, ważliwości śodowisowe; Tłumieie światłowodu o elityczym dzeiu jest miezoe w lasyczy sosób,. modyfiowaą metodą odcięcia lub metodą wtąceia. W szczególości doouje się, w uładzie do badaia setalego tłumieia, omiaów óżicy odcięcia omiędzy olayzatami modu odstawowego. Uład omiaowy zawiea źódło o zmieej długości fali, uład szężeia światłowodu, modulato i homodyowy uład detecyjy. Pomiay jaości (stoia idealości) odwzoowaia ształtu elisy dzeia dooywae są za zwyczaj zy omocy gaficzych ogamów omuteowych osiadających zdolość estacji awędzi figu i oówywaia ich ształtów (. Adobe, Coel, Macomedia, it.). Poówywaia ształtów doouje się ozystając z ewych wygodych, dla omuteowych ogamów aalizy gaficzej, właściwości elisy. Wśód tych właściwości moża wymieić: oęgi oisae i wisae w elisę, omieie zywizy w wiezchołach elisy, m=b /a, M=a /b, oocje elis ofoalych i odobych, właściwości śedic szężoych elisy, związi omiędzy ieowicami elisy, twiedzeie Aolloiusza, a b si(+β)=ab, a +b =a +b, właściwości ola i obwodu elisy, właściwości styczych do elisy, xx o/a +yy o/b =, A a +B b -C =0, it. Rys. 0. Nietóe chaateystycze właściwości elisy wyozystywae do omiau jaości odwzoowaia ształtu dzeia światłowodu. Zajomość ołożeia główych osi elisy dzeiowej jest oiecza w ażdych zastosowaiach światłowodu elityczego. W atyce laboatoyjej szybą metodą oeśleia ołożeia osi jest obsewacja wzou itefeecyjego a eaie o oświetleiu światłowodu wiązą światła laseowego. Uład obsewacji zedstawioo a ys.. Rys.. a) Laboatoyja metoda zajdowaia główych osi elisy dzeia światłowodu.b) Postaci zieształceń geometyczych światłowodu ształtowaego. Światłowód może osiadać zewętzy ształt elisoidaly i dzeń w taiej elisoidzie może być statystyczie ołożoą (w ewych gaicach geometyczych) elisoidą.
W zyadu metody wielotyglowej i ęt-ua badzo istotym zagadieiem jest uzysaie długotemiowej stabilości wymiaów zewętzych wyciągaych światłowodów ształtowaych. Wyciągay światłowód ształtoway może mieć w óży sosób zieształcoą ostać zewętzą i stutuę wewętzą. W ogólym zyadu taą sytuację zedstawioo a ys. 9.3. Tutaj iteesuje as stabilość wymiaów zewętzych światłowodu o ształcie cylidyczym oaz stoień idealości odwzoowaia elityczego dzeia. Poiżej zedstawioo ietóe etay aalizy iewszego z tych zagadień w ostaci odowiedich omiaów. Rys.. a) Wyii omiau stabilości wymiaów zewętzych światłowodu ształtowaego wyciągaego modyfiowaą metodą wielotyglową. b) Wyii omiaów z ys..a. zedstawioe we wsółzędych bieguowych. c) Diagam stabilości wymiaów światłowodów ształtowaych MMC. Wyii omiaów z ys.. a. Gdy światło oagowae w światłowodzie jest widziale i ochodzi ze źódła oheetego to omiau długości dogi dudieia między olayzatami modu odstawowego moża dooać metodą bezośedią zy omocy obsewacji miosoowej. Doga oheecji zastosowaego źódła musi być więsza iż doga dudieia między modami. Pod miosoem obsewuje się ozoszoe w światłowodzie omieiowaie Rayleigha. Masimum omieiowaia ozoszoego jest ostoadłe do osi długiej światłowodu, zgodie z diolowym chaateem ozaszaia Rayleigha. Jeśli w światłowodzie elityczym obudzoo oba mody odstawowe i oagowaa jest w ich oczątowo jedaowa moc otycza, oczątowy sta olayzacji wybao a 5 o do osi główych elisoidy, to olayzacja wzdłuż światłowodu zmieia się z liiowej, ozez elityczą do ołowej eiodyczie. Jeśli fale oagowae w obu modach są w fazie ozaszaie jest masymale i zeowe, gdy fale są w fazie zeciwej. Peiodyczy wzó ozoszeia ze światłowodu może być obsewoway zez mioso, co zedstawioo a ys. 3. Światłowód umieszczoy jest w szlaej ailaze w śodowisu immesyjym, ta że obaz wzou ozoszeia jest owięszoy i iweloway jest efacyjy wływ łaszcza światłowodu. Włóo otycze może być obacae z ailaą w celu otzymaia ajleszej widzialości wzou itefeecyjego. Jeśli ailaa jest salowaa to β= o/l B, gdzie L B doga dudieia. Zmiay dwójłomości są miezoe w fucji aężeia mechaiczego światłowodu, temeatuy it. Miezoy jest taże wływ zabuzeia utowego światłowodu lub wygięcia a mieszaie modów odstawowych. Uład omiaowy jest aalogiczy do omiau setalego tłumieia, z tym że używaa jest fala solayzowaa. Rys. 3. a) Uład omiaowy dwójłomości światłowodu elityczego (i iego dwójłomego), b) Uład omiaowy dwójłomości światłowodu w fucji temeatuy. c) Leje lastiowy zyząd i osta laboatoyja metoda do badaia właściwości olayzacyjych światłowodu w fucji wygięcia. Na ysuach a i b zedstawioo wyii omiaów właściwości dwójłomości óbe wytwozoych światłowodów elityczych, w oówaiu z lasyczymi światłowodami olayzacyjymi bow-tie i ada. Stałe temiczego zesuięcia fazy dla światłowodów tyu HB były w gaicach 6 8 ad/m/ o C. Dla włóie otyczych elityczych o óżej ostucji i z óżych mateiałów stałe te wyosiły w zaesie 0,6 ad/m/ o C. Dwie sładowe czułości temiczej są związae z wydłużeiem włóa dl/dt=l oaz dβ/dt. Czyi L w światłowodach ze szieł wysoozemioowych ie jest domiujący. Dla światłowodów ze szieł wielosładiowych jego wływ jest zaczy, dla ietóych mateiałów. W tym względzie światłowody te óżią się między sobą zasadiczo. Na ys. 5. zedstawioo omiay ola daleiego jedomodowego światłowodu elityczego dla modu osobliwego. Mod egulay usuięty ozez wygięcie światłowodu. Pomiay dooao zy omocy omecyjego zyządu OF Field Pofile fimy HP. Pofile efacyje efom światłowodowych i światłowodów elityczych (wielomodowych i jedomodowych) miezoo metodą ozeczej itefeecji ążowej (stąd a wyesach ie ma utów omiaowych). Pofile efacyje łączoo z aametami ocesu techologiczego, wyciągając wiosi co do jaości techologii. Pomiaów tłumieia setalego dooywao w lasyczym uładzie odcięcia lub wtąceia.
Rys.. a). Pomiay zależości zesuięcia fazy (dwójłomości) w fucji aężeia światłowodów dwójłomych i elityczych. Czułości aężeiowe są 90 0 ad/mm dla włóie HB i 5 ad/mm dla włóie elityczych. b) Pomiay zależości zesuięcia fazy (dwójłomości) w fucji temeatuy światłowodów dwójłomych i elityczych. Czułości temicze są 6 8 ad/m/ o C dla włoie HB i 0,6 ad/m/ o C dla włóie elityczych Rys. 5. a) Zmiezoe ole daleie modu odstawowego ohe światłowodu elityczego. Liia ciągła oś główa, liia zeywaa oś miejsza, b/a=0,5, częstotliwość zomalizowaa V=,, =,55, =,8; b) Pomiay tłumieia setalego światłowodów o dzeiach elityczych. Poówaie z iymi światłowodami.,, 3 jedomodowe światłowody elitycze ze szieł wielosładiowych, światłowód elityczy ze szła wysoozemioowego, 5-wielomodowy światłowód teleomuiacyjy, 6 jedomodowy światłowód teleomuiacyjy Rys.6. a) Quasi-soowy ofil efacyjy wielomodowego światłowodu o dzeiu elityczym zmiezoy metodą ozeczej itefeecji ążowej dla obu osi główych elisy. Dae: =3,5%, a=5m, b=,5m, b/a=0,5, =50m. b) Pofile efacyje dwóch światłowodów jedomodowego (quasi soowy) i isomodowego (aaboliczy) o dzeiach elityczych zmiezoe metodą ozeczej itefeecji ążowej dla obu osi główych elisy. Dae: =3,5%, liia cieńsza: a=5m, b=,5m, b/a=0,5, =50m; liia gubsza: a=,5m, b=,5m.
5. Zastosowaia światłowodów elityczych Włóa otycze o dzeiach elityczych są ajczęściej stosowae do światłowodowych czujiów itefeometyczych. Podstawowym wymagaiem w taich zastosowaiach jest utzymywaie stau olayzacji ozez ozseaowaie stałych oagacji dwóch modów odstawowych. Seaacja olega a zaobiegaiu mieszaia modów odstawowych o olayzacjach otogoalych, a więc wbudowaie w światłowód ja ajwięszej dwójłomości. Taie mieszaie może wystęować jedyie dla odowiedio dużych częstotliwości zestzeych zabuzeia światłowodu (. sile wygięcie o małym omieiu). Dwójłomość w światłowodzie elityczym wzasta liiowo ze stoiem elityczości dzeia i z wadatem óżicy wsółczyiów załamaia dzeń łaszcz. Mody uływowe w taim światłowodzie owiy być szybo tłumioe, aby ie owadzić do zjawis itefeecji wewętzej, co jest ealizowae zez wowadzeie bezośediego łaszcza (bufoa otyczego) o silym obiżeiu efacyjym (omiędzy dzeń a właściwy łaszcz ostucyjy światłowodu). Światłowód elityczy owiie być odoy a staty zgięciowe. Wśód techi omiaowych światłowodów ształtowaych, w tym elityczych, szczególą zyszłość wydają się mieć metody ozwijae a otzeby ta zwaych iteligetych mateiałów omozytowych i światłowodowych sieci czujiowych. Wiadomo obecie, że stosoway w tych metodach światłowód jedomodowy owiie mieć ja ajmiejszą śedicę zewętzą. W chwili obecej oiżej 80m a w zyszłości zaczie oiżej 50m, zy dodze tasmisji obecie zędu sete m a w zyszłości wielu ilometów. W światłowodach tych odstawowe miezoe chaateystyi to efletometia olayzacyja oaz oóźieie guowe i dysesja. Pomiay te odczytują sta ozłożoego czujia światłowodowego, ełiącego ówież olę liii tasmisyjej oaz umożliwiają omesację metologiczych wływów ieożądaych. Pzyład taiego jedoczesego omiau ilu aametów może dotyczyć zmia temiczych, aężeiowych it. System omiaowy acuje bez zewy moitoując sta światłowodu wewątz lamiatu. Do zastosowań wewątz lamiatów ozważae są taże isowymiaowe jedo-olayzacyje światłowody elitycze. Rys. 7.a) Fotogafia obszau zejściowego światłowodowego jedomodowego szęgacza elityczego.b) Zastosowaie ola magetyczego wzdłuż światłowodu o dzeiu cylidyczym (stałego) i elityczym (eiodyczego, o oesie ówym długości dogi dudieia modów odstawowych HE). Rotacja stau olayzacji wsute zjawisa Faadaya do zastosowań jao czujii ądu oaz izolatoy otycze, c) Zastosowaia światłowodu elityczego tyu D jao olayzatoa i zwieciadła baggowsiego 6. Podsumowaie Rezultatami iiejszej acy badawczej są: Aaliza dyamii ształtowaego stumieia szła dla badzo małych watości liczby Reyoldsa, tzw. zeływy ełzające, Modyfiacja odstawowego wyosażeia i omociczego szętu techologiczego służącego do wyciągaia światłowodów, oatetowaą zez autoów, modyfiowaą metodą wielotyglową. Pzygotowaie bazy techologiczej do wytwazaia światłowodów o elityczych ształtach dzeia a w szczególości światłowodów o dzeiach o dużym wsółczyiu elityczości. Oaowaie owtazalej i stabilej techii wyciągaia światłowodów o zadaym stoiu elityczości dzeia. Oaowaie techii omiaowej odstawowych aametów geometyczych i tasmisyjych światłowodów elityczych. Pzeazaie do badań óbe światłowodów ształtowaych, w tym światłowodów o elityczych dzeiach do ilu zaiteesowaych laboatoiów badawczych fotoii w aju i zagaicą. Oacowaie aty atalogowej światłowodów o dzeiach elityczych, jao uzuełieia atalogu wyobów i ot aliacyjych techii światłowodowej Huty Szła Biaglass. Bibliogafia [] J.Doosz, R.Romaiu, Fibe Otics Deatmet of Biaglass Co., Twety yeas of eseach activities, Otica Alicata, vol 38, No., 998,.67 9; [] J.Doosz, R.Romaiu, Multicucible techology of tailoed otical fibes, Otica Alicata, vol 38, No., 998,.93 3; [3] R.Romaiu, J.Doosz, Multicoe sigle-mode soft-glass otical fibes, Otica Alicata, vol 39, No.-, 999,.5 50; [] V.Ramaswamy, W.G.Fech, R.D.Stadley, Polaizatio chaacteistics of o-cicula sigle mode fibes, Alied Otics, vol. 7, 978, st. 30-307; [5] W.O. Schlosse, Delay distotio i wealy guidig otical fibes due to ellitic defomatio at the bouday, Bell System Techical Joual, vol. 5, 97, st. 87-9; [6] D.Macuse, Theoy of dielectic otical waveguides, Academic Pess, New Yo, 97, st.58; [7] A.W.Syde, W.R.Youg, Modes of otical waveguides, Joual Otical Society of Ameica, vol. 68, 978, st. 97-309; [8] M.J.Adams, D.N.Paye, C.M.Ragdale, Bi-efigece i otical fibes with elitical coss sectio, Electoics Lettes, vol. 5, 979, st. 89-99; [9] R.B.Dyott, J.R.Cozes, D.G.Mois, Pesevatio of olaizatio i otical fibe waveguides with ellitical coes, Electoics Lettes, vol. 5, 979, st. 380-38; [0] R.K.Vashey, R.Sivastava, R.V.Ramasvamy, Chaacteisatio of highly ellitical submico coe olaizatio esevig fibes: theoy ad exeimet, Alied Otics, vol. 7, 988, st. 3-30; [] R.B.Dyott, Ellitical fibe waveguides, Atech House, Bosto, 995; [] J.Helsztyńsi i ii, Laboatoium Podstaw Otoeletoii I Mieictwa Otoeletoiczego, Oficya Wydawicza Politechii Waszawsiej, Waszawa 997,