Характеризация углеродного нанопокрытия оптических волокон с помощью ближнеполеевой спектроскопии комбинационного рассеяния света

Оптические волокна, используемые для регистрации данных в нефтяных скважинах, могут подвергаться значительным механическим стрессам при повышенных температурах и давлениях. Для защиты оптического волокна от агрессивной окружающей среды оно часто покрывается тонким слоем аморфного углерода. Несмотря на существенные успехи, достигнутые в области технологии нанесения покрытий, до настоящего времени нет полного понимания причин возникновения дефектов в углеродном слое, способствующих проникновению водорода и влаги к поверхности волокна. В работе исследованы углеродные покрытия различной толщины (от 1 до 100 нм) методами атомно-силовой микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света в дальней и ближней зоне. По результатам исследования определены оптимальный состав, толщина и морфология углеродного слоя, обеспечивающие максимальную герметичность при достаточной механической прочности. С помощью спектроскопии гигантского комбинационного рассеяния света проведено детектирование углеродных аллотропов (нанотрубок, графена, сажи, фуллеренов) в защитном слое оптоволокна, которые могут выполнять роль транспортных каналов водорода и влаги к оптоволокну.