СТОЙКАЯ К ДЕЙСТВИЮ ВОДОРОДА КОНСТРУКЦИЯ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА/РЕШЕТКИ, ПРИГОДНАЯ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СКВАЖИННЫХ ДАТЧИКАХ

1. Оптическое волокно, стойкое к действию водорода, содержащее
сердцевину из чистого кварца, имеющую известный показатель преломления и в основном большой диаметр,
оболочку с уменьшенным показателем преломления, окружающую сердцевину из чистого кварца и включающую легирующую добавку, снижающую показатель преломления, и
легированную германием переходную часть, расположенную между сердцевиной из чистого кварца и оболочкой и имеющую толщину меньше диаметра этой сердцевины, так что большая часть мощности распространяющегося оптического сигнала заключена в сердцевине и не подвержена действию водорода, диффундирующего в переходную часть, легированную германием.
2. Оптическое волокно по п.1, дополнительно содержащее внешнюю оболочку, окружающую упомянутую оболочку с уменьшенным показателем преломления.
3. Оптическое волокно по п.1, в котором оболочка с уменьшенным показателем преломления существенно толще переходной части, легированной германием.
4. Оптическое волокно по п.1, в котором оболочка с уменьшенным показателем преломления содержит кварцевое стекло, легированное фтором.
5. Оптическое волокно по п.1, в котором оболочка с уменьшенным показателем преломления содержит кварцевое стекло, легированное бором.
6. Оптическое волокно по п.1, в котором переходная часть, легированная германием, включает элемент, выбранный из группы, состоящей из: Sb, Hf, Та, Р, Al, S, Bi, Pb, In, Ga и La.
7. Оптическое волокно по п.1, в котором диаметр сердцевины из кварца и толщина переходной части, легированной германием, выбраны так, чтобы по меньшей мере 65% оптической энергии распространяющегося сигнала было заключено в сердцевине из чистого кварца.
8. Оптическое волокно по п.1, которое содержит по меньшей мере одну решетку Брэгга, сформированную на определенном участке волокна в переходной части, легированной германием.
9. Оптическое волокно по п.8, которое содержит несколько решеток Брэгга, характеристики которых различаются.
10. Оптическое волокно по п.8, в котором указанная по меньшей мере одна решетка Брэгга выполнена с возможностью обеспечения измерений с использованием релеевского рассеяния в обратном направлении по длине оптического волокна.
11. Способ изготовления оптического волокна, стойкого к действию водорода, с использованием процесса модифицированного химического парофазного осаждения, включающий шаги, на которых:
а) обеспечивают трубку стеклянной заготовки, имеющую определенную толщину и определенный диаметр отверстия,
б) осаждают множество слоев оболочки на внутреннюю поверхность трубки стеклянной заготовки, причем в состав газов, используемых в процессе осаждения, входит материал, уменьшающий показатель преломления,
в) осаждают относительно небольшое количество слоев кварца, легированного германием, на слои оболочки с уменьшенным показателем преломления,
г) осаждают на слои кварца, легированного германием, один сравнительно толстый слой чистого кварца, и
д) осуществляют сжатие трубки для формирования заготовки со сплошной сердцевиной, которая содержит чистый кварц, осажденный на шаге (г).
12. Способ по п.11, в котором при выполнении шага (б) в качестве материала, уменьшающего показатель преломления, используют фтор.
13. Способ по п.11, в котором при выполнении шага (б) в качестве материала, уменьшающего показатель преломления, используют бор.
14. Способ по п.11, в котором при выполнении шага (б) используют совместно фтор и бор в качестве легирующих добавок материала, уменьшающего показатель преломления.
15. Способ по п.11, в котором при выполнении шага (б) осаждают по меньшей мере тридцать слоев материала оболочки.
4
4
2
16. Способ по п.11, в котором при выполнении шага (б) используют следующие химические компоненты: SiCl, SiF, О и Не.
17. Способ по п.16, в котором расходы указанных химических компонентов составляют 1000 мл/мин, 1000 мл/мин, 1000 мл/мин и 400 мл/мин соответственно.
4
4
2
18. Способ по п.11, в котором при выполнении шага (в) используют следующие химические компоненты: SiCl, GeCl, О и Не.
4
4
2
2
19. Способ по п.18, в котором соответствующие расходы химических компонентов такие, что отношение SiCl/GeCl по меньшей мере равно 1/2, а отношение GeO/O больше 1.
2
2
20. Способ по п.18, в котором соответствующие расходы химических компонентов такие, что отношение GеО/О меньше 1.
4
4
21. Способ по п.18, в котором соответствующие расходы химических компонентов такие, что отношение SiCl/GeCl меньше 1/2.
4
2
22. Способ по п.11, в котором при выполнении шага (г) используют следующие химические компоненты: SiCl, O и Не.
23. Способ по п.22, в котором расходы указанных химических компонентов составляют 260 мл/мин, 450 мл/мин и 250 мл/мин соответственно.
24. Способ по п.11, в котором на шаге (г):
осаждают слой ультрадисперсного кварцевого порошка на переходную часть, легированную германием,
4
пропитывают осажденный ультрадисперсный порошок раствором SiCl, по существу, при отсутствии кислорода, и
осуществляют спекание пропитанного слоя ультрадисперсного порошка при температуре, достаточной для формирования чистого кварцевого материала.
4
25. Способ по п.24, в котором осажденный ультрадисперсный порошок пропитывают газообразным SiCl.
4
26. Способ по п.24, в котором осажденный ультрадисперсный порошок пропитывают сжиженным SiCl.
27. Способ по п.11, после выполнения которого в оптическом волокне формируют по меньшей мере одну решетку Брэгга с использованием следующих шагов:
е) вытягивают тонкое оптическое волокно из сжатой заготовки, полученной на шаге (д),
ж) воздействуют источником УФ-излучения по меньшей мере на часть волокна на шага (е) вытягивания, в результате чего УФ-излучение осуществляет периодическое изменение показателя преломления переходной части, легированной германием, и формирует в ней по меньшей мере одну решетку Брэгга.
28. Способ по п.27, в котором период УФ-излучения изменяется для формирования нескольких решеток Брэгга в оптическом волокне, стойком к действию водорода.