Wytrzymałość mechaniczna światłowodów fotonicznych

Pękanie szkła prawie zawsze zaczyna się od defektów na jego powierzchni. Powierzchnia zewnętrzna klasycznych światłowodów jest osłonięta powłokami ochronnymi chroniącymi ją przed oddziaływaniem zewnętrznych czynników chemicznych i mechanicznych. Włókna fotoniczne, oprócz chronionej zewnętrznej powierzchni szkła mają też powierzchnię wewnętrzną nawet o rząd większą od zewnętrznej. Ta wewnętrzna powierzchnia nie jest narażona na działanie czynników mechanicznych, ale nie jest chroniona przed czynnikami chemicznymi, zwłaszcza przed oddziaływaniem pary wodnej. Hipoteza o mniejszej wytrzymałości mechanicznej światłowodów fotonicznych w porównaniu z klasycznymi została wstępnie potwierdzona w naszych poprzednich pracach [1]. Niniejsza praca prezentuje ilościowy opis wytrzymałości mechanicznej dwóch omawianych rodzajów włókien. Światłowód klasyczny stanowił ślepą próbę dla światłowodu fotonicznego w badaniach wytrzymałości mechanicznej przy użyciu zrywarki Tira Test 2200 przystosowanej do pomiarów wytrzymałości światłowodów. Zarówno histogramy jak i rozkłady Weibulla dla obu włókien ilościowo potwierdzają mniejszą wytrzymałość mechaniczną światłowodów fotonicznych. Dodatkowym potwierdzeniem wyników są faktograficzne badania przełomów światłowodów.

Most of the glass fractures start from flaws on the glass surface. The outer surface of optical fibres is protected from the influence of mechanical and chemical factors by a thin layer of polymer protective coating. Photonic crystal fibres have, besides outer glass surface, inner glass surface of even an order of magnitude greater area. This inner surface is not exposed to mechanical factors. However, it is not protected from chemical agents, most importantly - water vapour. Hypothesis of relatively lower mechanical reliability of photonic crystal fibres in comparison to classical optical fibres was initially confirmed in our previous works [1]. This work con-tains quantitative mechanical reliability description of two kinds of optical fibres mentioned above. The classical and photonic crystal fibre, both manufactured in our laboratory, had their mechanical reliability tested on the Tira Test 2200 tensile testing machine adapted for testing optical fibres. Histograms and Weibull distributions show lower mechanical reliability of photonic crystal fibres. Additional confirmation comes from fractographic studies of fracture surfaces. The presented work is a part of research carried out in PHOSFOS project within the framework of EU Seventh Framework Programme.