Лекции по Физико-технологическим основам волоконно-оптической техники   

7. ОВ для видимого и среднего ИК - диапазонов

7.1.3. Синтез стекла

         После очистки и высушивания исходных веществ их размельчают (обычно в шаровых мельницах), тщательно перемешивают и полученную шихту загружают в тигли для синтеза (варки) стекла. Процесс варки стекла заключается в переводе нитратов или сульфатов компонентов в оксиды, расплавлении компонентов, гомогенизации расплава и удалении газовых пузырьков. В качестве материала тигля для варки многокомпонентных стекол используют платину или кварцевое стекло. При использовании платиновых тиглей возможно частичное растворение платины в стекле, и при определенных условиях  платина может находиться в виде мелкодисперсных взвесей в стекле, что приводит к сильному возрастанию потерь. Кварцевое стекло выгодно отличается с точки зрения меньшего загрязнения материала стекла, однако кварцевые тигли одноразовые, т.к. из-за значительной разности КЛТР кварцевого и остатков многокомпонентного стекол на стенках тиглей они растрескиваются после охлаждения.

Рис. 7.7. Схема плавления шихты в электропечах: а) – без защитной атмосферы, б) – с защитной атмосферой. 1 – тигель, 2 – шихта, 3 – электропечь, 4 – подача защитной атмосферы

         На рис. 7.7 приведены схемы плавления шихты в электропечах без защитной атмосферы и с защитной атмосферой. Использование защитной атмосферы (обычно это "сухой" кислород или азот) позволяет значительно (в разы) снизить потери, обусловленные гидроксильными группами, как это видно из рис. 7.8. Часто в качестве источников энергии применяют ВЧ-генераторы, если тигли изготовлены их электропроводящих материалов. Если же тигли изготовлены не из проводящих материалов, то требуется предварительный нагрев тигля с шихтой с помощью дополнительного нагревателя, и только когда нагретая шихта будет проводящей, можно включать ВЧ-генератор. Последним способом получены наиболее чистые стекла, т.к. из-за более низкой температуры тигля уменьшается  загрязнение стекла материалом тигля.

Рис. 7.8. Влияние чистоты защитной атмосферы на потери в ОВ: 1 – влажная атмосфера, 2 - сухая атмосфера, 3 – спектр поглощения ОН-группами



*****
© Банк лекций Siblec.ru
Формальные, технические, естественные, общественные, гуманитарные, и другие науки.