Учёные научились почти без дефектов вытягивать кварцевые капилляры оптоволокна

Изготовление оптоволокна — процесс, простой лишь на первый взгляд. Качество получаемых микроструктурированных нитей сильно зависит от скорости вытяжки, давления внутри трубы, температуры печи и расплава кварца. Любое отклонение неизбежно приведёт к браку.

В Пермском национальном исследовательском политехническом университете разработана система контроля качества оптоволокна непосредственно в процессе его изготовления. Статья с результатами опубликована в журнале Computation за 2024 год.

Принципиальная особенность такого мониторинга — параллельное измерение диаметра кварцевого капилляра сразу в нескольких точках.

"В процессе вытяжки геометрические размеры кварца претерпевают многократные изменения, также меняются скоростные и температурные режимы. Всё это требует высокоточной настройки и выверенного программного сопровождения. Иногда необходимо быстро и правильно внести корректировки в систему. Например, если заготовка содержит дефект в виде воздушного пузыря в кварце или нарушена её геометрия. Тогда важно стабилизировать форму вытягиваемой трубы, то есть избавиться от дефектов готового волокна", — объясняет доцент кафедры "Прикладная математика" ПНИПУ кандидат физико-математических наук Дарья Владимирова.

Эксперименты показали, что оперативная регулировка скорости вытяжения волокна позволяет снизить отклонения его радиуса от заданного с 15% до 4-5%. В целом применение подхода пермских учёных сократило выход бракованной продукции на 10%.