Изготовление флуоресцирующих полимерных волокон и измерение их оптических характеристик

Левин В. М., Баскаков Г.Г., Кизеветтер Д.В., Савина А.Ю

(Тверь, Санкт-Петербург)

К настоящему времени достигнут значительный прогресс как в развитии теории распространения излучения в волоконных световодах, так и в технологии их изготовления. В настоящем докладе представлен способ получения флуоресцирующих полимерных оптических волокон (ФПОВ) по периодической схеме соэкструзией полимеров ядра и отражающей оболочки из расплава. Основными стадиями технологического процесса производства полимерных световодов являются: 1. подготовка исходных компонентов для синтеза оптически чистых полимеров и сополимеров, применяемых в качестве слоев световода, по следующей схеме: ректификация и микрофильтрация мономеров; очистка инициаторов и агентов передачи цепи, 2. синтез сополимеров путем сополимеризации в массе метилметакрилата (ММА) с метилакрилатом (МА) для ядра и сополимеров на основе фтор(мет)акрилатов периодическим способом с использованием ампульной технологии, 3. синтез сополимеров содержащих люминофоры, 4. формование полимерных световодов с люминофорами расплавным методом путем соэкструзии полимеров ядра и отражающей оболочки.

В качестве материала ядра ПОВ использовался сополимер метилметакрилата с метилакрилатом в соотношении 95%/5% с добавкой родамина (6Ж и С) соответственно 2, 5, 25, 50 мг/кг, а в качестве отражающей оболочки использовались полифторакрилаты. ФПОВ были получены методом экструзии при температуре 1950- 2000 Ц. Параметры сердцевины ФПОВ: показатель преломления (ПП) – 1,4895, диаметр – 950 мкм, параметры отражающей оболочки: ПП – 1, 4201, толщина – 25 мкм. Были изготовлены образцы ФПОВ длиной до 100 м, а также полимерное волокно без добавления красителя.

Измерены спектральные характеристики флуоресценции волокон при различных условиях. Методом бокового освещения ФПОВ был определен коэффициент затухания α излучения. В частности, при концентрации родамина 6Ж 5 мг/кг и использовании оптической накачки по всей длине ФПОВ получены следующие значения α: на длине волны 555 нм – более 3·104 дБ/км, 600 нм – 1000 дБ/км, 650 нм – 400 дБ/км. Измеряемая величина α зависела от условий возбуждения и распространения излучения флуоресценции по световоду, в частности, от потерь в отражающей оболочке волокна.