Получение высокочистых стекол на основе диоксида кремния, легированных оксидом иттербия, для активных волоконных световодов

• Автор: Умников, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Содержание.

Введение Глава 1. Литературный обзор

1.1. Распространение света в оптических волокнах

1.2. Механизмы оптических потерь в волоконных световодах на основе кварцевого стекла

1.3. Легирующие добавки для формирования волноводной структуры

1.4. Методы получения заготовок кварцевых световодов

1.5. Активные волоконные световоды

1.6. Волоконные световоды, легированные оксидом иттербия

1.7. Методы получения заготовок световодов, легированных редкоземельными элементами

Глава 2. Методика эксперимента

2.1. Установка для получения заготовок световодов методом МСУГ

2.2. Исходные материалы и реагенты
2.3. Получение заготовок световодов с использованием способа пропитки пористого слоя
2.4. Методика измерения основных характеристик заготовок и световодов
Глава 3. Экспериментальные результаты и их обсуждение
3.1. Выбор оптимальных условий получения пористого слоя
3.2. Растворитель и время пропитки
3.3. Выбор состава стекла сердцевины
3.4. Выбор конфигурации волоконного лазера
3.5. Лазерные и оптические характеристики активных световодов
Список литературы


Поэтому в последние годы исследователями во всем мире предпринимаются большие усилия в области разработки и совершенствования технологии изготовления волоконных световодов, легированных редкоземельными элементами, для их использования в качестве источников излучения и усилителей оптического сигнала. Основными требованиями, предъявляемыми к активным световодам, являются высокое поглощение на длине волны накачки высокая концентрация РЗЭ и одновременно низкие оптические потери в области длин волн лазерной генерации или усиления. Данная диссертационная работа посвящена изготовлению волоконных световодов с низкими оптическими потерями на основе высокочистого кварцевого стекла, легированного оксидом иттербия с использованием комбинации метода МСУО и способа пропитки пористого слоя. Одним из главных преимуществ кварцевого стекла, легированного иттербием, является отсутствие поглощения из возбужденного состояния и кооперативных эффектов, что обусловлено уникальной структурой энергетических уровней УЬ3. Поэтому верхний предел концентрации ионов иттербия в кварцевых волоконных световодах определяется фактически лишь пределом растворимости в стекле, в связи с чем этот редкоземельный элемент хорошо подходит для практических применений. А близость полосы поглощения к области люминесценции делают иттербий в кварцевом стекле наиболее перспективной средой для достижения высокой эффективности генерации. Кроме того, для накачки ионов иттербия имеются мощные и надежные лазерные диоды ,. Разработка методики воспроизводимого получения заготовок волоконных световодов с малыми оптическими потерями на основе высокочистого кварцевого стекла, легированного ионами иттербия методом МСТ с использованием способа пропитки пористого слоя. Выбор оптимальных условий получения пористого слоя. Выбор оптимального состава сердцевины для легирования кварцевого стекла ионами иттербия. Исследование оптических характеристик изготовленных волоконных световодов. В главе 1 диссертационной работы приводятся литературные данные по проблеме, в том числе обзор методов легирования кварцевого стекла оксидами РЗЭ. Глава 2 настоящей диссертации посвящена описанию экспериментальной установки, а также методики легирования кварцевого стекла оксидом иттербия с использованием способа пропитки пористого слоя. В ходе проведенных экспериментов определены основные параметры процесса получения заготовок световодов. Результаты этих исследований представлены в главе 3 диссертации. Кроме того, в главе 3 приведены результаты исследований по выбору оптимального состава стекла сердцевины. В ходе проведенных экспериментов изготовлены волоконные световоды с сердцевиной, легированной ионами иттербия, которые были использованы для создания мощных и эффективных волоконных лазеров. Оптические и лазерные характеристики активных световодов также приведены в главе 3 данной диссертации. Технологическая часть работы выполнялась в Институте химии высокочистых веществ Российской академии наук ИХВВ РАН, г. Нижний Новгород. Научном центре волоконной оптики при Институте общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук ПЦВО при ИОФ РАН, г. Москва. Основные результаты данной диссертационной работы были представлены на XI Нижний Новгород, мая г. XII Нижний Новгород, мая3 июня г. III Научной Школе для молодых ученых Химия и технология высокочистых веществ и материалов Нижний Новгород, сентября г. Также некоторые результаты были представлены на международных конференциях по волоконной оптике I СанДиего, США, февраля г. Стреса, Италия, г. Балтимор, США, 6 мая г. I Москва, июня г. Кроме того, за разработку Одномодовые кварцевые волоконные световоды, легированные РЗЭ, с малыми оптическими потерями Институту химии высокочистых веществ РАН присужден диплом на II Международной выставке Инновация. Новые материалы Москва, г. По материалам диссертации опубликовано 6 статей в отечественных и иностранных периодических журналах и тематических изданиях, а также тезисы 6 докладов на российских и международных конференциях.