Введение к работе
Актуальность тшш. Полимерные оптические материалы в настоящее время уже шіроко используются в волоконной оптике, оптовлектрони-ке, лазерной технике и т.д. Особенно перспективным направлением яэлчетея применение втих материалов для изготовления полимерных световодов - полимерных оптических волокон (ПОВ). ПОВ обладают рядом неоомнешшх преимуществ перед кварцевыми световодами, а именно, высокой гибкостью, устойчивостью к динамическим нагрузкам и радиации. ПОВ относительно дешеви и прости в изготовлении, большие значения диаметра и числовой апертуры облегчают стиковку ПОВ мевду собой и с источниками излучения.
Это обеспечивает интенсивное использование ПОВ в приборостроении, в объектовых и бортовых волоконно-оптических системах связи, в медицине и при разработке различных конструкций волоконно-оптических датчиков физических величин, для декоративних и рекламных целей.
Однако ПОВ, по сравнению со световодами из неорганических стекол, обладают высокими светопотерями, что сдерживает их широкое внедрение в различные отрасли техники. Механизмы светопотерь в ПОВ исследованы слабо, так как его достаточно новые материалы в волоконной оптике. Кроме того, безопасная и надежная експлуатація ПОВ требует выяснения различных воздействий (механических, температурных, радиационных, влакноотішх и т.д.) на их прозрачность. Не менее интересен вопрос о влиянии структуры полимера па его светопрспускапие. Из етого вытекает актуальность изучения механизмов светопотерь ь ПОВ в зависимости от внутренних и внешних факторов.
Цаль работы. Основной цчаью работы яслялоеы
-
Развить комплексний «[янпко-хкыичеоквй подход, включаший методы оптической спектроскопии, светорассеяния, электронной и оптической микроскопии, ЭРР я др. для изучения механизма спотопотерь В зависимсоти от структуры я условий експлуатація! ПОВ.
-
Получить, исследовать и систрматизировать общие закономерности ашяяяя механической деfepuaiyra (иагчб, рьочнирте, едчв пирянім ), УФ-радичшт, петоигенней теітпратур". влаучпщц, уг.Лор:«й скчіеаа
полимера, дейтериргсанил к фторирования на светооропуокание ПОВ.
-
Выяснить механизм светопотерь ПОВ в зависимости от внутреннего строения и внешних воздействий. Наметить пути улучшения оптических характеристик ПОВ.
-
Определить допустимые величины механической деформации, УФ-ра-диации, температур», влажности для безопасной работы ПОВ.
Научная новизна работы заключается в том, что в ней гпервые:
показано, что под действием жесткого УФ-облучения изменяется окраска материала ядра ПОВ к одновременно растут светопотери, состояище из обратимой и необратимой части; при атом обратимые светопотери и окраска связаны о появлением и гибелью макрорадикалов, а необратимые изменения - с накоплением хромофорных группировок, на которых происходит поглощение света|
установлено, что необратимые светопотери при механической деформации (изгиб, сдавливание, раотяхение) обусловлены рассеянием света на возникающих микротрещкнах (крейзях) в материале ядра ПОВ.
исследовано влияние жидкости в зависимости от ее природы (вода, пластификатор, растворитель, остаточный мономер) на светопропуо-кашіе ПОВ и доказано, что падение свотопропускания во всех случаях связано с ростом поглощения в области обертошшх колебаний ОН-групп;
методом ИК спектроскопии показано, что катастрофически? рост светопотерь при расстекловывашш материала ядра ПОВ связан с увеличением молекулярной подвижности, приводящей к необратимому изменению геометрии световоде, и термодеструкцией полимера;
установлено, что в зависимости от условий синтеза (температура радикальной полимеризации) изменяется степень гетерогенности материала; на возникающих при втом неоднородаостях в аморфном полимере происходит рассеяние света;
проведено отнесение ИК полос поглощения в полифторскрилатах, являющихся новым перспективным материалом для волоконной оптики; показано, что дейтерировашге и фторирование ІША (Н— *D—*Р), являющегося ядром ПОВ, ведет к улучшению его светопропусканая sa счет уменьскния поглощения в облает» обертонных колебаний CH-rpyim.
Практическая значимость работы состоит в той, что изученные механизмы светопотерь ПОВ в зависимости от структуры и внешних факторов позволяет получить световоды с лучшими оптическими характеристиками, а таксе определить оптимальные условия их эксплуатации.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всероссийской научно-технической конференции "Прочность и живучесть конотрукцийн» (Вологда, 1993),Всероссийской конференции по теории спектров сложных систем, (Москва, 1994), IX Международной конференции по механике композитних материалов (ЫКМ-95) (Рига, 1995), Региональных Каргинских чтениях (Тверь, 1995, 1996 г.), II Международном симпозиуме "Молекулярной порядок и подвижность полимерных систем", (С-Петербург, 1996).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ.
Структура н обгеы работы. Диссертация состоит из лведения, шести глав, закличешся и списка литературы из 133 наименоваїшй. Диссертация содержит Ц? страниц текста, включая 48 рисунков и 12 таблиц.