4 / 14
А.Л. Томашук, Д.А. Дворецкий, В.А. Лазарев
114
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2016. № 5
ниях, например, в космических условиях (
d
≈ 10
–6
…10
–5
Гр/с), РНП, вызванные
АДС
2
, практически не проявляются [8]. Автолокализованные дырочные состоя-
ния АДС
2
обладают значительно меньшим временем жизни, чем два других
РЦО: при завершении облучения АДС
2
мгновенно распадаются.
Немонотонная зависимость концентрации АДС
2
от дозы объясняется тем, что
в процессе облучения происходит радиационно-индуцированная перестройка сет-
ки стекла ВС: напряженные связи при разрыве не восстанавливаются, а атомы
смещаются так, чтобы создать ненапряженные связи. Другими словами, из сетки
стекла исчезают напряженные (деформированные) тетраэдры SiO
4
, поэтому кон-
центрация АДС
2
в процессе облучения, достигнув максимума, снижается.
Приведенный выше анализ позволяет объяснить наблюдавшееся повыше-
ние радиационной стойкости при легировании сердцевины из кварцевого стек-
ла фтором (см. работу [6]). Во-первых, присутствие фтора в парогазовой смеси
при синтезе стекла сердцевины препятствует вхождению хлора в сетку стекла,
т. е. впоследствии под облучением не возникает радиационно-наведенный Cl
0
-
центр. Во-вторых, не формируются малозвенные деформированные кольца —
на месте их возможного появления в сетку стекла входит атом фтора, превра-
щая кольцо в кластер. В результате подавляются деформации и вызванные ими
АДС
2
. Немаловажен тот факт, что в силу большей химической активности фтор
не создает РЦО, аналогичный Cl
0
-центру. Радиационный центр окраски АДС
1
за
счет фтора не подавляется.
Установлено [7], что в ВС с сердцевиной из кварцевого стекла без фтора за
счет оптимизации технологических режимов можно сильно подавить все три
РЦО.
Технология радиационно-стойких волоконных световодов с сердцеви-
ной из нелегированного кварцевого стекла.
Для изготовления преформ ради-
ационно-стойких ВС использован процесс осаждения кварцевого стекла из па-
рогазовой смеси исходных реагентов на внутреннюю стенку опорной трубы из
кварцевого стекла — MCVD-процесс [10] — как наиболее распространенный и
изученный в России. В начале процесса при подаче в опорную трубу SiCl
4
, SiF
4
и
O
2
осаждаются слои фторсиликатного стекла — светоотражающая оболочка
будущего световода с показателем преломления, меньшим, чем у сердцевины.
Затем при подаче SiCl
4
и O
2
осаждается сердцевина будущего ВС из нелегиро-
ванного кварцевого стекла. Для радикального повышения радиационной стой-
кости ВС необходимо обеспечить сильный избыток кислорода в парогазовой
смеси при синтезе стекла сердцевины: отношение молярных расходов O
2
и SiCl
4
должно составлять
r
≥ 75 [7].
Исследования поперечных срезов преформ ВС на электронном микроскопе
с рентгеновским анализатором химического состава показали следующее: при
таком избытке кислорода подавляется вхождение хлора в стекло, так что его
содержание в сердцевине не превышает 0,01 вес. %. Измерения эволюции спек-
тра РНП с дозой
-облучения в таких ВС действительно не выявили признаков