高比率光ファイバーテーパ線引きプロセスの設計のための理論および数値解析
引用
劉佳慧 そして Lili Zheng 、 「高比率光ファイバーテーパ描画プロセスの設計のための理論と数値解析」 IEEE Photonics Journal 、第12巻第6号、2020年12月。
キーワード
- 光ファイバーテーパー図
- ネックダウンプロファイル
- 計算モデリング
- 数値シミュレーション
簡単な
光ファイバー テーパーの最終的な形状は、主にシリカ ガラスの材料特性と炉の熱設計によって決まり、線引きプロセス中に使用される伸張条件とは無関係です。この記事では、線引きプロセス中の大半径および高比率光ファイバー テーパーの形状変化を予測する数値手法の開発について説明します。このモデルでは、温度、温度依存粘性、および半径方向に積分された速度の 2D 分布を考慮します。研究者は、炉内で断熱シールドを使用してテーパーの中央に熱を集中させ、温度勾配を増加させることで線引きプロセスを加速できることを発見しました。
まとめ
Jiahui Liu と Lili Zheng による 2020 IEEE Photonics Journal の記事では、光ファイバー テーパーの製造に使用される光ファイバー テーパー描画プロセスについて説明します。光ファイバー テーパーは、CCD カップリング、テレビ画像、暗視装置などの用途で使用される光学部品です。光ファイバー テーパーの品質、特に形状は、その伝送特性に大きな影響を与えます。
- 著者らは、プロセスをシミュレートし、さまざまな要因がテーパーの最終形状にどのように影響するかを理解するための数値モデルを開発しました。その結果、次のことが示唆されました。
- 使用するシリカガラスの粘度は非常に重要です。粘度が低いと、引き抜き工程が速くなりますが、ウエストの長さが長くなり、テーパー形状が望ましくなくなる可能性があります。
- 炉内の温度分布は重要な役割を果たします。炉の高温領域の温度が高いほど、引き抜き工程が速くなり、ウエストの長さが短くなり、テーパー形状が急になります。
- 炉の設計、特に高温領域、断熱領域、低温領域の長さもテーパー形状に影響します。
- 高温領域の境界近くに断熱シールドを組み込むと、熱集中が改善され、プロセスが高速化され、傾斜が大きく、より望ましいテーパー形状が得られます。
- 引き抜き工程中に加えられる外力はテーパーの変形率に影響しますが、テーパーの最終形状に大きな影響を与えることはありません。
著者らは、これらの要因を理解し、そのモデルを使用することで、製造業者は光ファイバーのテーパ描画プロセスを最適化し、さまざまな用途に適した形状の高品質テーパを製造できると結論付けています。
出典: https://ieeexplore.ieee.org/ielx7/4563994/9233471/09263305.pdf