ВЛИЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НЕСОВЕРШЕНСТВ ГЕОМЕТРИИ ВОЛОКНА ТИПА ПАНДА НА ЕГО ОПТИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ В УСЛОВИЯХ КОНТАКТА С ОПРАВКОЙ ПРИ ТЕРМОСИЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

Автор: Юлия Игоревна Лесникова

Соавторы: Труфанов Александр Николаевич

Организация: ФГБОУ ВО Пермский национальный исследовательский политехнический университет

В волоконно-оптических гироскопах (ВОГ) в качестве чувствительного элемента используют одномодовое анизотропное волокно типа Панда (рис. 1), способное сохранять поляризацию вводимого в него излучения. Для этого в конструкцию волокна включены специальные силовые элементы с отличным от остального материала коэффициентом температурного расширения. При охлаждении такого волокна после вытяжки формируются неоднородные поля остаточных технологических напряжений, которые в силу известных фотоупругих эффектов влияют на оптические характеристики светопроводящей жилы.

Процесс изготовления анизотропного волокна состоит из большого количества этапов, что с учетом несовершенства технологии производства приводит к отклонениям геометрических параметров его конструктивных элементов от проектных значений, что в свою очередь оказывает влияние на напряженное состояние и оптические характеристики в целом [1].

Известно также, что на характеристики чувствительного контура, обусловленные конструкцией и технологией изготовления используемого в нем волокна, оказывают существенное влияние тепловые и механические воздействия, которые вносят искажения в сигнал ВОГ и приводят к возникновению «кажущейся» угловой скорости.

В работе рассмотрен один из этапов производственного процесса изготовления ВОГ, так называемая "технологическая проба", при которой на оправку с натягом в один слой наматывается волокно и в условиях термоцикла в диапазоне от -60°С до 60°С осуществляется контроль соответствия проектным значениям оптических характеристик. Методами численного моделирования выполнен анализ влияния отклонений геометрических параметров конструктивных элементов анизотропного оптического волокна от проектных значений на его оптико-механические характеристики, с учетом контактного взаимодействия между оправкой и волокном, а также реологических свойств двухслойного полимерного защитно-упрочняющего покрытия, в котором в рассматриваемом диапазоне изменения температур происходят релаксационные переходы.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, проект № 16-48-590660 р_а.

1. Труфанов А.Н., Труфанов Н.А., Семенов Н.В., Стрелкова Н.М. Влияние технологических несовершенств формы светопроводящей жилы на напряженное состояние и оптические характеристики оптоволокна типа PANDA // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 6.