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超音波ナノフラクトグラフィによる光ファイバの先在微小欠陥の成長計測

使用超声波纳米断口术测量光纤中预先存在的微缺陷的生长

基本信息

批准号：
09750097
负责人：
村岡幹夫
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度の計測結果に基づき,本年度は先在微小欠陥の成長モデルおよび光ファイバの寿命予測の方法について検討した。なお,初期強度が既知であるファイバの寿命予測を対象としている。無損傷光ファイバの先在欠陥は,石英ガラス表面上の粗さのようなもので,その形状や大きさは無数に分布する。本研究では,このような初期欠陥の多様性を考慮した静疲労モデルを構築した。本モデルでは初期欠陥を大きさ・形状が互いに異なる種々の半だ円体欠陥(ピット状欠陥)で表した。また,一定負荷のもとでの欠陥成長を支配する連立微分方程式を導いた。なお,そこでは従来のモデルにおいて無視されていた腐食に関する活性化エネルギーの表面曲率依存を考慮し,さらに成長に伴う形状変化を考慮した。以上のモデルにより,まず欠陥が単独で存在する場合の寿命を予測した。初期欠陥の形状や大きさを種々変化させた結果,次のことが明らかとなった。半だ円体欠陥の特別な場合である二次元状だ円欠陥のときが,最も厳しい場合となる(破断時間が小さくなる)。また,ファイバの初期強度と石英ガラスの理論強度によって初期欠陥分布の中の最大応力集中源の形状(半だ円のアスペクト比)が定まるが,同最大応力集中源のなかで,ある特定の大きさを有する場合に,ファイバの寿命が最小となる。すなわち,無数に分布する初期欠陥のなかで,上記特定寸法の欠陥がファイバの寿命を支配する。これらの結果を総合し,ファイバの寿命を支配する特定寸法の初期欠陥に注目した無損傷光ファイバの寿命予測法を提案した。

Based on the measurement results of the previous year, this year, we will first investigate the growth of micro-defects and the method of life prediction of optical fibers. The initial strength is known and the life prediction is targeted. No damage to the light in the first place, the quartz surface of the coarse light, the shape of the large light, countless distribution In this study, we consider the diversity of the initial stage of the study. This is the first time that the shape of the film is different from that of the original film. A continuous differential equation is derived for a given load. The surface curvature dependence of the active material is taken into account, and the shape variation of the growth material is taken into account. The life expectancy of the above-mentioned cases is estimated when the defect exists alone. In the initial stage, the shape of the film was changed, and the film was changed. The most important thing is to break the time limit. The initial strength of the quartz crystal is equal to the theoretical strength of the quartz crystal, and the shape of the maximum stress concentration source in the initial stress distribution is equal to the maximum stress concentration source, and the life of the quartz crystal is equal to the minimum life when the maximum stress concentration source exists. In the early stage of the distribution, there are countless problems, and the life span of the specific method is controlled. The results of this study are summarized as follows: (1) The initial stage of life prediction of a specific method is not observed;(2) The life prediction method of a specific method is proposed.