Численно-экспериментальное исследование влияния технологических несовершенств геометрии силовых стержней на напряженное состояние и оптические характеристики световода типа “Панда”

Проведён статистический анализ экспериментальных данных о геометрических параметрах поперечного сечения партии оптических волокон. Показано, что при изготовлении волокон не удается получить идеальное соответствие фактических параметров проектным значениям. Выявлены наиболее типичные формы сечений и отклонения. Исследование касается таких величин как диаметры волокна, силовых стержней и светопроводящей жилы, а также положение силовых стержней и светопроводящей жилы относительно центра волокна. Установлено, что отклонения значений этих параметров варьируются в пределах 10%. Экспериментально замеренные величины двулучепреломления, важной оптической характеристики волокна, связанной с механическими напряжениями, коррелируют с такими геометрическими параметрами, как диаметры силовых стержней и расстояния от центров стержней до центра волокна. В конечно-элементном пакете ANSYS проведён численный эксперимент по нахождению остаточных напряжений в процессе изготовления кварцевого оптического волокна типа “Панда” с учётом реальной формы геометрии волокна и его конструктивных элементов. Результаты представлены в виде графиков и аналитических зависимостей, которые соответствуют полученным экспериментально и дополняют их. Установлено, что при возможных отклонениях геометрии, величина двулучепреломления световода может изменяться в пределах 30%.