время восстановления исходного затухания после импульсного облучения больше, чем после стационарного. Следует также иметь в виду, что дозы импульсного излучения, как правило, существенно больше доз стационарного, что объясняется характером реальных источников излучения.

Явление восстановления исходного затухания не устраняет факты поражающего действия излучения на передачу информации по ОК, хотя бы и па ограниченном промежутке времени, тем более что такое нарушение связи может иметь место в экстремальных ситуациях, именно тогда, когда оперативное назначение связи особенно существенно.

Зависимость вносимого затухания и его временной характеристики от дозы излучения, типа воздействия (стационарного или импульсного) для различных видов волокон, их материала весьма разнообразна и может представлять специальный интерес. Ограничимся некоторыми характерными данными.

В табл. 9.1 приведены значения вносимых затуханий для трех типов ОВ. Наиболее чувствительны к излучению волокна из силикатных стекол. Абсолютные значения затухания в результате облучения весьма велики, фактически волокна перестают быть проводниками излучения на время, предшествующее восстановлению первоначального затухания или установившегося значения остаточного вносимого затухания.

Таблица 9.1. Вносимое затухание волокна, дБ/км, на X = 0,S2 мкм при стационарном облучении

Тип волокна

Мощность дозы, рад/мин

Кварцевое волокно с полимерной оболочкой

Волокно из легированного кварцевого стекла:

а) SiOj-RjOj (сердцевина)

б) SiOj-CTeOj-PO, (сердцевина)

в) SiOj-BjOj (оболочка) Волокно из боросиликатных стекол

25 7 140 210

180 40 550 1800

1400 350

1400 Более 10000

12000 2500 5900

И В табл. 9.2 приведены значения вносимых затуханий через Короткие промежутки времени после импульсного облучения. Лучшими характеристиками обладают волокна из SiOz с полимерной оболочкой.

В области более длинных волн (А,== 1,3н-1,5 мкм) радиационная стойкость больше, чем на волне А,=0,82 мкм, почти в 4 раза по сравнению с приведенными данными, т. е. Затухание, вызванное радиацией, во столько же раз меньше.

Таблица 9.2. Вносимое затухание волокна, дБ/км, на X=0,S2 мкм прн импульсном облучении дозой 3700 рад

Тип волокна

Время после воздействия импульса, с

10"

10"

Кварцевое волокно с полимерной оболочкой

Волокно из легированного кварцевого стекла:

а) SiOj-Р2О5 (сердцевина)

б) ЗЮг -Р2О5 -ОеОг (сердцевина)

в) SiOj -В2О3 (оболочка)

670 98 720

500 88 410

380 71 30

Кроме изменения затухания волокна радиация влечет за собой изменение плотности его материала и показателя преломления. Однако изменения этих параметров под воздействием излучения невелики и практически . их можно пе принимать во внимание по сравнению с изменением затухания.

Повышение радиационной стойкости ОВ реализуется в следующих направлениях:

а) выбор состава стекол и легирующих добавок при условиях обеспечения требуемого профиля и (г) сердцевины и получения заданного значения затухания;

б) обеспечение высокой степени очистки исходных материалов;

в) рациональные режим и метод получения заготовок и волокна из последних.

Кроме того, возможны операции, паправлеппые па повышение радиационной стойкости готовых волокон, к ним относятся:

а) предварительное облучение волокна («радиационный отжиг») при некотором выбранном режиме (доза, время облучения);

б) фотопросветление излучением лазера;

в) термический отжиг;

г) введение защитных добавок.

Фотопросветление удобно применять для ускорения процесса восстановления затухания, используя тот же источник излучения, который применяется для передачи информации.

На рис. 9.1 показана кинетика просветления лазерным излучением па волне >и = 0,85 мкм в диапазоне мощностей от 0,3 мкВт до 1,57 мкВт. Перед операцией просветления кварцевое волокно с полимерной оболочкой в течение 20 с подвергалось облучению дозой 3700 рад. По оси абсцисс отложено время после окончания облучения.

Защитной добавкой, в частности, является бор, загцитпые свойства которого широко используются в атомной промышленности.

Рис. 9.1- Фотопросветление оптического волокна лазерным излучением мощностью, мкВт: i-0,3; 2-0,014; 3-0.14; 4-1,51

дБ/км

Кроме воздействия на затухание волокна излучение влияет на состояние полимерных материалов, входящих в конструкцию ОК. Природа этого воздействия связана с образованием в полимерах ионов и свободных радикалов, обусловливающих протекание различных химических реакций.

Ионизирующее излучение существенно изменяет макроскопические свойства полимеров, что прежде всего сказывается на понижении прочности, остаточной деформации и ползучести материала. В этих явлениях определенную роль играют также нарушения связей полимерных цепочек.

Ряд эффектов исчезает после прекращения облучения, но некоторые оказываются необратимыми. Остаточные явления связаны с нарушением валентных связей полимерных молекул. Возможны ситуации, при которых необратимые изменения механических свойств полимерных изделий делают невозможным их дальнейшее использование в конструкции ОК. Особенно сильный эффект дает нейтронное облучение.

Механическая прочность ОВ снижается при больших мощностях дозы; так, кварцевое волокно при мощности дозы 4•10 рад/ч становится хрупким.

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК ОПТИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ

10.1. ПАРАМЕТРЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПОДЛЕЖАЩИЕ ИЗМЕРЕНИЯМ

Основным рабочим элементом конструкции ОК является ОВ, поэтому следует прежде всего рассмотреть измерения его параметров и характеристик. Оптические характеристики кабеля в общем случае могут несколько отличаться от характеристик Волокна (см. гл. 5). ь. 183