Способ определения оптических потерь в материалах

(5)5 6 01 М ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ МУ СВИ ЛЬСТВ АВТОРС ях 1 ог, 1 о 2, оз. Реие мощности г, разец светового характеристичематериадов из ний: личных зада гистрируют 2, 1 з прошу пучка. Зату ские коэффи следующей нных мощност соответствующ дшего через об м определяют циенты Кг, К 2, КЗ системы уравне и 1 ог/1 г + КгВ(1 ог + К 2) и 1 ог/г 2 + Кг 1 гг ( (102 + К 2)Ь 1 оз/1 з+ Кг 1)г 1 оз+ К 2)( г + К 2) 3 = Кз 1- (12+ К 2)= К 31; ри это уделяю птическиу потеиз формулы ери(О где 10 с - мощность световомая в исследуемый материсветового пучка на выходематериала; 1.с - длина исслеала. 3 ил,го пучка, вводиал 1 с - мощность из исследуемого дуемого материИзобретение относится деления характеристик опт алов, например оптическ наиболее эффективно может вано при определении раб материалов, подвергаемы ионизирующего излучения в апазоне длин волн,Целью изобретения яв ние точности определения турь в материалах, облада обратимого фотообесцвечив к области опреических материих волокон, и быть испол ьзоотоспособности х воздействию оптическом диом ляется пов оптически ющих эффе ания,(21) 4768464/25(56) Кабели оптическиу. Методы измерения параметров, ГОСТ 26814-86.Документы международной электротехнической комиссии М 86 А, Публикация 793- 1, я н варь, 1988.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В МАТЕРИАЛАХ(57) Изобретение относится к области определения характеристик оптических материалов, например оптических волокон, и позволяет повысить точность определения оптических потерь при оценке работоспособности материалов, обладающих эффектом обратимого фотообесцвечивания, в широком диапазону оптических мощностей. Через образец исследуемого материала пропускают световой пуучок при трех разНа фиг.1 изображены зависимости мощности выходного пучка от мощности входного пучка, полученные известными способами для входной мощности 100 мкВт а (линия 1), 20 мкВт (линия 2) и 1 мкВт (линия 3) и зависимость(линия 4), полученная предлагаемым способом; на фиг.2 - начальные участки зависимостей; на фиг,3 - зависимости выходной мощности от длины образца, полученные известными способами для входной мощности 20 мкВт (кривая 5) и 1 мкВт (кривая 6), а также зависимость (кри(2) откуда следует и и- ъхи-К;и,1:и6К,г,Л 1 = Л1 + Л 12,(3) 50 где- 2 ) инэя 71, полученная предлагаемым способом. Способ осуществляют следующим образом.С помощью излучателя задают входные мощности, например, 20; 3,33; 1 мкВт, Пропускают пучок счета через образец (например, волоконный световод длиной 50 м), обладающий эффектом обратимого фотообесцвечивания.Известно, что потери мощности оптического пучка на участке Л.пропорциональны концентрации центров окраски, способных к поглощению Й 1 мощности 1 проходящего через этот участок оптического пучка, и коэффициенту гь определяющему вклад в поглощение нэ рабочей длине волны дефекта 1-го типа. В простейшем случае, если количество центров окраски не зависит от мощности светового пучка, выполняется закон БугерэЛамберта, коэффициент поглощения а не зависит от мощности светового пучка и определяется формулой где- длина образца;о - мощность светового пучка на входе в образец;11 - мощность светового пучка на выходе из образца.Однако, если центры окРаски хотя бы одного типа после поглощения могут длительное время находиться в возбужденном (непоглощаемом состоянии), количество центров окраски этого типа будет зависеть пт мощности светового пучка, что приведет к нарушению соотношения (2). В этом случае потерю мощности Л 1 можно представить в виде и - 1Л 11:=-1 М г Л 1, (4) где Л 11 - вклад п ГГоглащение, определяемый центрами окраски количество которых в активном (способном к поглощению) состоянии не Зависит от мощносГи све гологопучка,Л 1 г = 1 Нпа гп Л 1- (5) где Л 12 - вклад центров окраски, количество которых в активном состоянии зависит от 5 мощности светового пучка.При установившемся режиме светопропускания количество активных Йпа (как и возбужденных Мпв) центров окраски не зависит от времени, что может быть отражено 10 соотношением Лйпа = арпа Х Л -ОМйвЛ 1 = О, (6) где х и о - коэффициенты, характеризую 15 щие вероятность перехода йпа -+ чпв и йпварпа (причвм арпа+ Йпв = М)= Кз 15Проведя три измерения для различныхмощностей зондирующего светового пучка,получим систему трех уравнений, из которойопределяются коэффициенты К 1, К 2, Кз.10Мощность на выходе из образца измеряют оптическим тестером. При этом выходные мощности составляют 5,9; 0,464 и 0,023 мкВт соответственно. Затем полученные данные подставляют в систему трех уравне ний и получают характеристические коэффициенты (К 1 = 4,356; К 2 = 0,326, Кз = 50,81). Оптические потери определяют из соотношения (11).20На фиг.1 видно, что зависимости 1 - 3, построенные с помощью известного способа, значительно отличаясь одна от другой, не отражают реальной картины явления. Особенно заметно это различие при малых 25 мощностях света (фиг,2). Столь же сильное различие будет наблюдаться в измерении мощности светового излучения в зависимости от длины образца (фиг.3), на этом графике при построении кривых 5 и 6 30 использовалась формула (2). Кривая 7 построена с использованием формулы (11) для коэффициентов К 1, К 2 и Кз, полученных на описанном образце.Формула изобретения 35 Способ определения оптических потерь в материалах, обладающих эффектом обратимого фотообесцвечивэния, включающий пропускание через образец светового пучка мощностью о 1, регистрацию мощности 11 прошедшего через образец светового.пучка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений, через образец дополнительно пропускают два световых пучка с различными мощностями 1 о 2 и 1 оз, при которых возникает эффект обратимого фотообесцвечивания образца, и регистрируют на выходе образца соответствующие им мощности 1 г и 13 свето 1 о 1 вых пучков, а оптические потери 1 п - в11 образце длиной 1 определяют из формулы101 101 + Кг 11 + К 2 где К 1, К 2, Кз - характеристические коэффициенты, определяемые из системы уравнений101 К101 + К 2" 11+Кг,3 бв зо о г Скг.ЗСоставитель С.ГолубевТехред М.Моргентал ктор О.Юрковецкая орректор О.Кравцо Заказ 3807 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ТС С Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 10