Математическое моделирование температурных полей при пробое оптического волокна

Аннотация

Рассматривается математическая модель оптического пробоя сердцевины оптического волокна, основанная на уравнении теплопроводности. В результате пробоя образуется плазменная искра, которая впоследствии движется вдоль волокна. Задача решается в осесимметричной постановке. Расчетная область состоит из четырех элементов с различными теплофизическими свойствами, на границах которых выполняются условия сопряжения. Слагаемое, описывающее источник тепла в модели, определяется длиной волны излучения и показателями преломления сердцевины и оболочки, а также включает в себя поглощение излучения на высвободившихся электронах при термической ионизации кварцевого стекла. Получены распределения температурных полей в оптическом волокне. Выполнена оценка скорости распространения поля температуры. На основании расчетов можно оценить время возникновения оптического пробоя и минимальную мощность при различных длинах волн вводимого в волокно излучения.