2. Метод получения волокна из жидкой фазы (тигельный метод).

Преимущество тигельного метода заключается в непрерывности процесса вытяжки световодов. Кроме того, при его использовании существенно подавляется процесс образования кристаллов, поскольку расплав фторидного стекла подвергается при этом быстрой закалке. Однако из-за низкой вязкости фторидных стекол при температурах вблизи интервала вытяжки световодов необходимы особые меры предосторожности и детальная проработка конструкции тигеля для этого, чтобы избежать расстеклования и деформации световодов при их вытяжке.

В начале ученые использовали для получения волоконных световодов из фторидных стекол установку с одним тиглем схема которой приведена на рисунке 2.6. В нее входил тигель из высоко чистой платины с крышкой сверху и конусной частью с трубой снизу, помещаемой в печь сопротивления. В тигель загружается предварительно расплавленный бой стекла. Флиера тигеля была снабжена самостоятельной системой контроля температуры. Конструкция установки позволяла использовать над расплавом стекла инертную атмосферу или атмосферу с химически активными добавками (N₂ или CCl₄ ). Для резкого охлаждения стекла при его вытекании из флиеры использовался узел охлаждения. Перед намоткой на барабан вытягиваемый световод пропускался через аппликатор для нанесения покрытия. На описанной установки были получены покрытые полимером однослойные световоды из фторидных стекол системы HfF₄ – BaF₂ – LaF₃ и Zr₄ – BaF₂ – LaF₃ длиной в сотни метров.

Тену удалось вытянуть световод длиной 1 км из стекла системы ZrF₄ – BaF₂ – LaF₃ – AlF₃ – LiF – PbF₂, используя разработанную ими особую конструкцию сдвоенного тигеля, схема которой приведена на рис.2.7. Для вытяжки световода исходное стекло предварительно нагревалось в первом платиновом тигеле до состояния расплава, а затем небольшими порциями протекало во второй вытяжной тигель, температура которого поддерживалась вблизи температуры размягчения стекла. К сожалению, полученные таким образом световоды обладали большими оптическими потерями из-за наличия в них различных рассеивающих центров, таких, как пузыри, свили и микрокристаллы.

Оригинальный тигельный метод предложил Мимуа. Схема разработанного им устройства для вытяжки световодов показана на рис.2.8. Исходное стекло предварительно плавилось в золотом тигеле, помещенном в герметичный графитовый сосуд. После достаточного проплавления стекла его расплав под действием регулируемого давления инертного газа в сосуде по золотой трубке подавался на алюминиевый диск с небольшим отверстием посередине. На диске расплав охлаждается и из него вытягивается волокнистый световод.

В настоящее время световоды из фторидных стекол с низкими оптическими потерями изготавливают главным образом вытягиванием из заготовок, поскольку эти методом пока получается более гладкая поверхность между сердцевиной и оболочкой. Поэтому основные усилия технологов сконцентрированы сейчас на этом методе.

Схема установки со сдвоенными тиглями для вытяжки волоконных световодов

Рис.2.8