 Исследователи из Университета Саутгемптона изучают методы использования 3D печати, или аддитивного производства, при изготовлении оптического волокна. Этот совершенно новый способ изготовления волокна может проложить путь для более сложных структур, позволяя разблокировать множество приложений в широком спектре отраслей промышленности, от биотехнологии до аэрокосмического строительства и телекоммуникаций.
Текущие методы, используемые для получения предварительных форм оптического волокна – куска стекла, из которого оптическое волокно втягивается - выдают последовательную структуру по длине заготовки, но при этом затрудняют контроль формы и состава волокна в 3D. Это ограничивает гибкость, которую инженеры могут осуществлять в конструкции волокна и, как следствие, возможности, которые волокна могут предложить. Новая методика позволит инженерам производить заготовки с гораздо более сложными структурами и другими особенностями вдоль их длины.
Исследователи проектируют, изготавливают и используют новое оборудование добавочного производства из нескольких материалов, чтобы сделать заготовок оптического волокна (как в обычной, так и микроструктурой геометрии волокна) в диоксиде кремния и других материалах исходного стекла. Предлагаемый способ может быть использован для производства сложных заготовок, которые в противном случае занимают слишком много времени или являются невозможным при использовании существующих методов изготовления.
Изготовление заготовок является одним из самых сложных этапов изготовления оптического волокна, особенно когда заготовка имеет сложную внутреннюю структуру, например, в фотонном волокне запрещенной зоны - новом типе микроструктурированных волокон, которые могут революционизировать отрасль телекоммуникаций.
В настоящее время большинство микроструктурированных волокон изготавливаются с использованием трудоемкого процесса, который включает в себя укладку нескольких небольших стеклянных капилляров вместе вручную, чтобы сформировать заготовку.
Однако, используя новую технику добавочного производства, исследователи могут формировать сложные структуры волокна из сверхчистого порошка стекла, слой за слоем, постепенно выстраивая форму, чтобы создать заготовки длиной в несколько десятков сантиметров. Существуют многочисленные трудности, в том числе высокотемпературное плавление стекла (более 2000 C в случае кремнезема), необходимость точного контроля примесей, профили показателя преломления и геометрии волновода; а также потребность в гладких переходах между слоями, иначе свойства полученного волокна будут изменены.
|
