Insights and Aspects to the Modeling of the Molten Core Method for Optical Fiber Fabrication.

رؤى وجوانب في نمذجة طريقة اللب المنصهر لتصنيع الألياف الضوئية.

Clicks: 329
ID: 66564
2019
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #255 of 812 articles by views in Materials (Basel, Switzerland)

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 812 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
The molten core method (MCM) is a versatile technique to fabricate a wide variety of optical fiber core compositions ranging from novel glasses to crystalline semiconductors. One common feature of the MCM is an interaction between the molten core and softened glass cladding during the draw process, which often leads to compositional modification between the original preform and the drawn fiber. This causes the final fiber core diameter, core composition, and associated refractive index profile to vary over time and longitudinally along the fiber. Though not always detrimental to performance, these variations must, nonetheless, be anticipated and controlled as they directly impact fiber properties (e.g., numerical aperture, effective area). As an exemplar to better understand the underlying mechanisms, a silica-cladding, YAG-derived yttrium aluminosilicate glass optical fiber was fabricated and its properties (core diameter, silica concentration profile) were monitored as a function of draw time/length. It was found that diffusion-controlled dissolution of silica into the molten core agreed well with the observations. Following this, a set of first order kinetics equations and diffusion equation using Fick's second law was employed as an initial effort to model the evolution of fiber core diameter and compositional profile with time. From these trends, further insights into other compositional systems and control schemes are provided.
تُعدّ طريقة القلب المنصهر (MCM) تقنية متعددة الاستخدامات لتصنيع طيف واسع من تركيبات قلوب الألياف البصرية، بدءاً من أنواع الزجاج المبتكرة وصولاً إلى أشباه الموصلات البلورية. وتتمثل إحدى السمات الشائعة لهذه الطريقة في حدوث تفاعل بين القلب المنصهر والغلاف الزجاجي المُلَيَّن في أثناء عملية السحب، وهو ما يؤدي غالباً إلى تعديل تركيبي بين المشكَّل المسبق الأصلي (preform) والليف المسحوب. ويتسبب ذلك في تباين القطر النهائي لقلب الليف، وتركيب القلب، وتوزيع معامل الانكسار المقترن به بمرور الوقت وطولياً على امتداد الليف. ورغم أن هذه التباينات لا تكون ضارة دائماً بالأداء، إلا أنه يتعين توقعها والتحكم فيها نظراً لتأثيرها المباشر في خصائص الليف (مثل: الفتحة العددية، والمساحة الفعالة). وكحالة نموذجية لفهم الآليات الكامنة بصورة أفضل، صُنِّع ليف بصري ذو غلاف من السيليكا من زجاج ألومينوسيليكات الإتريوم المشتق من الـ YAG، ورُصِدت خصائصه (قطر القلب، وتوزيع تركيز السيليكا) بوصفها دالة لزمن/طول السحب. ووُجِد أن ذوبان السيليكا المحكوم بالانتشار داخل القلب المنصهر قد توافق توافقاً وثيقاً مع النتائج المرصودة. وعقب ذلك، استُخدمت مجموعة من معادلات الحركية من الرتبة الأولى ومعادلة الانتشار بالاعتماد على قانون فيك الثاني كمحاولة أولية لنمذجة تطور قطر قلب الليف ومظهر التركيب مع الزمن. وتوفر هذه الاتجاهات مزيداً من الرؤى المتعمقة حول أنظمة تركيبية ومخططات تحكم أخرى.
Reference Key
cavillon2019insightsmaterials Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Cavillon, Maxime;Dragic, Peter;Faugas, Benoit;Hawkins, Thomas W;Ballato, John;
Journal Materials (Basel, Switzerland)
Year 2019
DOI
E2898
URL
Keywords
diffusion dissolution molten core method optical fiber

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.