Preliminary evaluation of producing polymer cladding on glass fiber designated for fiber lasers

• Autorzy: Olesik P. , Kozioł M. , Toroń B. , Szperlich P.

Warianty tytułu

PL

Wstępna ocena możliwości uzyskania płaszcza polimerowego na włóknie szklanym przeznaczonym na lasery włóknowe

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a description of preliminary trials of covering glass-ceramic fibers with polymer resins intended for new fiber optics claddings. It occurred to be impossible to obtain a polymer film on the fibers without the effect of forming droplets using an epoxy resin with a relatively low viscosity (0.58 Pa·s). Reducing the thickness of the applied film by immersing the initially covered fiber ina solvent allowed the authors to obtain a uniform thin coat of 0.25 µm, which is too small for the practical application. Applying a gel-coat (high viscosity) as a covering liquid allowed a high thickness coating to be obtained. However, the thickness was very inhomogeneous - it varied from 2 to 30 µm. The most promising coating was gained with an acetone-based dispersion of ceramic powders with a viscosity of 0.8 Pa·s. It allowed the authors to obtain a coating thick enough to be technically applicable (> 10 mm), without the presence of droplets. This is an important guideline for further work on obtaining claddings for new optical fibers. The obtained results show the importance of viscosity and internal cohesion of the applied liquid for the effectiveness of its application to a solid base. Modifying the viscosity of liquids can in many cases be a technically simpler solution than improving wettability between the liquid and the given base.

PL

Przedstawiono opis wstępnych prób nakładania powłok polimerowych na włókna szkło-ceramiczne, docelowo mających stanowić optymalne płaszcze na nowe światłowody dla laserów. Przy zastosowaniu żywicy epoksydowej o relatywnie niskiej lepkości nie udało się uzyskać filmu bez efektu formowania kropel. Zmniejszenie grubości nałożonego filmu poprzez zanurzenie włókna po pokryciu w rozpuszczalniku, pozwoliło uzyskać równomierną cienką warstwę o grubości 0.25 μm. Jest to grubość zbyt mała dla praktycznego stosowania tej metody. Zastosowanie na powłokę żelkotu (duża lepkość) pozwoliło uzyskać dużą grubość filmu, jednak jego grubość była bardzo nierównomierna na przekroju. Najbardziej obiecująca okazała się powłoka na bazie dyspersji acetonowej proszków ceramicznych o lepkości 0.8 Pa·s. Pozwoliła ona otrzymać film o grubości technicznie stosowalnej (> 10 mm) bez obecności kropli. Jest to ważna wskazówka do dalszych prac nad uzyskaniem optymalnego płaszcza na nowe włókna światłowodowe. Uzyskane wyniki uwidoczniły duże znaczenie lepkości i wewnętrznej spójności nakładanej cieczy dla skuteczności jej nałożenia na podłoże. Modyfikacja lepkości cieczy może być w wielu przypadkach rozwiązaniem technicznie prostszym niż poprawienie zwilżalności tą cieczą danego podłoża.

Słowa kluczowe

EN

optical fibre; fibre laser; thin films; polymer resin; polymer cladding

PL

światłowody; laser włóknowy; cienki film; żywica polimerowa; płaszcz światłowodu

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Materiałów Kompozytowych
• Czasopismo: Composites Theory and Practice
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 18, nr 3
• Strony: 140--144
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Olesik P.

• Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

autor

Kozioł M.

• Silesian University of Technology, Faculty of Materials Engineering and Metallurgy, ul. Krasińskiego 8, 40-019 Katowice, Poland

autor

Toroń B.

• Silesian University of Technology, Institute of Physics - Center for Science and Education, ul. Konarskiego 22B, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Szperlich P.

• Silesian University of Technology, Institute of Physics - Center for Science and Education, ul. Konarskiego 22B, 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] Dorosz J., Romaniuk R., Światłowody i ich zastosowania 2014, Elektronika 2014, 5, 63-69.
• [2] Romaniuk R., Szkło dla fotoniki. Część 14. Parametry szklanego włókna optycznego, Elektronika 2009, 11, 119-128.
• [3] Czerska E., Świderska M., Er/Yb co-doped oxy-fluoride glass-ceramics core/polymer cladding optical fibers, SPIE 9290, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments, 2014.
• [4] Quéré D., Thin films flowing on vertical fibers, Europhysic Letters 1990, 13(8), 721-726.
• [5] Quéré D., Fluid coating on a fiber, Annual Review of Fluid Mechanics 1999, 31, 1, 347-384.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).