Сотрудники Лаборатории нейтронной физики Объединенного института ядерных исследований создали прибор, который позволяет не просто выявлять дефекты оптического волокна, но и отслеживать, насколько дефекты волокон влияют на потери передаваемого по ним света. Приспособление позволяет проверять качество волокон разной длины благодаря подвижным фиксаторам.
«Оптическое волокно – технологически сложный материал, который поглощает свет, переизлучает его и за счет эффекта полного внутреннего отражения транспортирует на большие дистанции», — рассказал соавтор изобретения, младший научный сотрудник ЛНФ ОИЯИ Максим Подлесный. Он пояснил, что оптический кабель поставляется в лабораторию в больших рулонах, в которых местами неизбежно встречаются изъяны: повреждение наружного слоя, надломы, изгибы, а также пузырьки внутри волокон.
С помощью нового прибора ученые определили, насколько разные виды дефектов ослабляют передаваемый световой сигнал. Оказалось, что пузырьки нарушают светопередачу на 5 %, внешние механические повреждения – на 10 - 15 %, а надлом мешает передаче 20 % света. «При условии, что дефекты ослабляют сигнал не более, чем на 5 – 10 %, и учитывая, что свет собирается не одним волокном, а несколькими на один канал регистрации, волокно можно использовать», — прокомментировал Максим Подлесный.
Устройство применили при создании двух больших детекторов тепловых нейтронов для Фурье-стресс-дифрактометров исследовательского реактора ИБР-2 Лаборатории нейтронной физики ОИЯИ. Эти научные установки предназначены для исследования внутренних напряжений в конструкционных материалах и прецизионного анализа кристаллической структуры образцов. Чтобы реализовать кольцевой детектор диаметром более двух метров, необходимо несколько километров спектросмещающего оптического волокна, который будет собирать свет с этой обширной поверхности. Материал детектора поглощает нейтроны, в результате чего возникает сцинтилляция (свечение в течение долей секунды), которая с помощью оптоволокона передается на фотоэлектронные умножители (ФЭУ), где преобразуется в электрический сигнал, который затем обрабатывается электроникой.
Проверка всех используемых волокон посредством устройства не требуется. «В целом, проделывается разовая методическая работа, чтобы собрать статистику по большому количеству волокон. Такая проверка занимает неделю. В дальнейшем можно пользоваться этими данными, выявляя повреждения с помощью микроскопа, и отбраковывать их, если они не подходят», – резюмировал Максим Подлесный.
Наталья Борозна
