Волокно «Техномаш» — оптическое волокно¶

Волокно «Техномаш» — условное обозначение оптического волокна, выпускаемого российским предприятием АО «Научно-производственное объединение «Техномаш» (входит в структуру Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос»). Речь идёт о кварцевом оптическом волокне, применяемом в кабелях связи, волоконно-оптических датчиках и приборах специального назначения. Под этим названием в отраслевом обороте чаще всего фигурирует продукция, разрабатываемая и производимая в рамках программ импортозамещения телекоммуникационных и оптоэлектронных компонентов.

¶История

Объединение «Техномаш» было создано в 1930-е годы как машиностроительное предприятие, обеспечивавшее производство оборудования для авиационной и ракетно-космической промышленности. В советский период основной специализацией оставались технологическая оснастка, испытательные стенды и средства механизации сборочных производств. Поворот к оптоэлектронике произошёл в постсоветский период, когда предприятие диверсифицировало направления деятельности.

Развитие собственного производства оптического волокна в России стало приоритетом после того, как выяснилась высокая зависимость телекоммуникационной отрасли от импортных поставок. Основными центрами компетенций в этой сфере стали предприятия в Мордовии, Пермском крае и Москве. «Техномаш» подключился к тематике через разработку технологического оборудования для вытяжки волокна и создание волоконно-оптических датчиков, а также через участие в кооперации по выпуску специальных типов световодов.

¶Технология производства

Классическая технология получения кварцевого оптического волокна включает несколько этапов:

1. Изготовление заготовки. Методом модифицированного химического осаждения из газовой фазы (MCVD), внешнего осаждения (OVD) или аксиального осаждения (VAD) формируется цилиндрическая кварцевая заготовка с профилем показателя преломления.
2. Вытяжка. Заготовка подаётся в высокотемпературную печь (около 2000 °C) и вытягивается в тонкую нить диаметром 125 мкм с сохранением сердцевины диаметром 8–10 мкм для одномодового волокна.
3. Нанесение покрытия. Сразу после вытяжки наносится защитное акрилатное или полиимидное покрытие, предохраняющее стекло от влаги и механических повреждений.
4. Контроль и перемотка. Проводятся измерения геометрии, профиля показателя преломления, затухания и дисперсии.

Оборудование для вытяжки — ключевой элемент производственной цепочки. Именно в этой части «Техномаш» позиционирует свои разработки: установки вытяжки, системы подачи заготовки, устройства нанесения покрытия и измерительные комплексы.

¶Виды и характеристики

Оптическое волокно делится по ряду признаков:

Основные параметры телекоммуникационного волокна — затухание (для стандартного одномодового волокна на длине волны 1550 нм составляет порядка 0,2 дБ/км) и хроматическая дисперсия. Для специальных применений важны радиационная стойкость, термостойкость и устойчивость к агрессивным средам.

¶Применение

Оптическое волокно используется в нескольких крупных направлениях:

• Волоконно-оптические линии связи. Магистральные, городские и внутриобъектовые сети передачи данных.
• Волоконно-оптические датчики. Измерение температуры, деформации, давления, акустических колебаний; применяются в нефтегазовой отрасли, на транспорте и в системах мониторинга конструкций.
• Приборы специального назначения. Волоконно-оптические гироскопы, линии задержки, устройства для работы в экстремальных условиях.
• Медицина и промышленность. Эндоскопическая техника, лазерная доставка излучения, технологические лазерные комплексы.

Для космической отрасли, к которой относится «Техномаш», особое значение имеют радиационно-стойкие световоды и волоконно-оптические датчики, работающие в условиях вакуума и широкого диапазона температур.

¶Значение и ограничения

Развитие отечественного производства оптического волокна рассматривается как элемент технологической независимости в области связи и приборостроения. Мировой рынок оптического волокна характеризуется высокой концентрацией: значительная часть продукции производится крупными компаниями в США, Японии и Китае. Российские производители занимают небольшую долю мирового рынка и ориентированы преимущественно на внутренний спрос.

К ограничениям отрасли относятся высокая стоимость чистого кварцевого стекла и преформ, зависимость от импортного измерительного оборудования, а также длительный цикл сертификации продукции для телекоммуникационных операторов. Развитие направления связано с государственными программами поддержки микроэлектроники и фотоники.

¶Источники

• Материалы Государственной корпорации по космической деятельности «Роскосмос».
• Отраслевые обзоры рынка волоконно-оптических компонентов.
• Техническая документация по технологии производства оптического волокна.
• Публикации по волоконно-оптическим датчикам и фотонике.