Měření vlastností optických vláken pro optické kabely pro použití v drsném prostředí

Abstract

Tato bakalářská práce se zabývá problematikou optických vláknových vlnovodů použi- tých v náročném prostředí. Zaměřuje se na vlivy gama záření (γ) na optické vlákno, zejména na optický útlum a relaxační proces. Optický útlum jsem měřil pro mnohavidová vlákna FG105LCA a jednovidová vlákna G.657.A1 200 μm, G.657.A1, G.652.D, G.655.D a G.657.A2. Mnohavidové optické vlákno má příměs fluoru v plášti a jádro z křemenného skla. Jednovidová optická vlákna vlákna mají příměs germania v jádru vlákna a plášť z křemenného skla. Tato vlákna byla vystavena γ záření na oddělení Radiační chemie a kvalifikace na prostředí ÚJV Řež, a. s. Optický útlum vláken jsem měřil pomocí přístrojů od firmy OP- TOKON, a. s., konkrétně byly použity přístroje OFT-4212 a OFT-4212-MCMU. Přístroj OFT-4212 byl použit pro měření třech mnohavidových optických vláken na vlnových dél- kách 850 nm, 980 nm a 1300 nm. Přístroj OFT-5212-MCMU byl použit pro měření devíti jednovidových optických vláken. Měření bylo provedeno na vlnových délkách 1310 nm, 1383 nm, 1490 nm, 1550 nm a 1625 nm. Dále byl pomocí přístroje OFT-4212-MCMU změřen optický kabel OPK, který obsahoval čtyři jednovidová optická vlákna G.657.A1. Vlnové délky, na kterých bylo provedeno měření, byly stejné jako u jednovidových op- tických vláken. Měření optického útlumu bylo provedeno pomocí přímé metody. Při vystavování optického kabelu účinkům γ záření jsem na dvou vláknech optického kabelu měřil přenosovou rychlost pomocí přístroje IMC-370I-SM-C. Toto měření probíhalo na vlnové délce 1310 nm. Spektrální charakteristiky měřicích přístrojů OFT-4212 a OFT-4212-MCMU byly měřeny pomocí spektrálního analyzátoru Yokogawa AQ6370C. Naměřené výsledky jsem zpracoval v programu Matlab. Výsledkem této bakalářské práce je studium relaxačních procesů, kdy jsem měřil změny optického útlumu po ukončení působení γ záření na optická vlákna. Výsledky měření ukazují, že s rostoucí vlnovou délkou optického signálu roste optický útlum ozářených optických vláken.This bachelors thesis deals with the issue of optical fiber waveguides for use in harsh environments. It focuses on the effects of gamma radiation (γ) on optical fibers. I measured optical attenuation for multimode optical fibers FG105LCA and single-mode optical fibers G.657.A1 200 μm, G.657.A1, G.652.D, G.655.D, and G.657.A2. The multimode fiber contains a fluorine-doped cladding and a pure silica core. The single-mode fibers have a germanium-doped core and a pure silica cladding. These optical fibers were exposed to γ radiation at the Department of Radiation Chemistry and Environmental Qualification at ÚJV Řež, a. s. I measured the optical attenuation of the fibers using devices from OPTOKON, a. s., specifically using the OFT-4212 and the OFT-4212-MCMU instruments. The OFT-4212 device was used to measure three multimode optical fibers at wavelengths of 850 nm, 980 nm, and 1300 nm. The OFT-4212-MCMU device was used to measure nine single-mode optical fibers. The measurements were conducted at wavelengths of 1310 nm, 1383 nm, 1490 nm, 1550 nm, and 1625 nm. Additionally, an optical cable (OPK) containing four G.657.A1 single-mode optical fibers was measured using the OFT-4212-MCMU device. The wavelengths used for this measurement were the same as those used for the single-mode fibers. The measurements were conducted using the direct method. During the irradiation, I measured the trans- mission rate on two fibers of the optical cable using the IMC-370I-SM-C device. This measurement was performed at a wavelength of 1310 nm. Spectral characteristics were measured using the Yokogawa AQ6370C spectral analyzer. I processed the measured results using MATLAB software. The outcome of this bachelors thesis is a study of relaxation processes, in which I measured changes in optical attenuation after the end of γ irradiation on optical fibers. The measurement results show that with increasing wavelength of the optical signal, the optical attenuation of the irradiated optical fibers increases.