Адсорбционные и люминесцентные свойства висмутовых центров в алюмо- и фосфоросиликатных волоконных световодах

• Автор: Булатов, Ленар Ильдусович
• Шифр специальности: 01.04.05, 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Спектроскопические свойства ионов висмута в кристаллах

1.2 Оптические свойства висмутовых центров в оксидных стеклах

1.3 Модели активных висмутовых центров

1.4 Выводы Глава 2. МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ

ЗАГОТОВОК И ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ

2.1 Описание процесса изготовления волоконного световода

2.2 Спектроскопия оптических потерь в световодах

2.3 Методика измерения рассеяния и насыщения поглощения

2.4 Методы исследования люминесценции
2.5 Методика температурных измерений и термообработки световодов
2.6 Методика облучения УФ И видимым лазерным излучением
2.7 Рентгеновский микроанализ и рентгеноэлектронная спектроскопия
Глава 3. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВИСМУТОВЫХ ЦЕНТРОВ В
АЛЮМОСЛИКАТНЫХ СВЕТОВОДАХ
3.1 Характеристики образцов с сердцевиной из апюмосиликатиого стекла
3.2 Спектры поглощения висмутовых центров в алюмосиликатных световодах
3.3 Люминесценция висмутовых центров в алюмосиликатных световодах
3.4 Выводы
Глава 4. ИДЕНТИФИКАЦИЯ АКТИВНЫХ ВИСМУТОВЫХ ЦЕНТРОВ 8
4.1 Температурные зависимости спектров поглощения и люминесценции висмутовых центров в алюмосиликатньтх световодах
4.ависимость люминесцентных свойств висмутовых центров от мощности и длины волны возбуждения
4.3 Энергетическая схема переходов и природа активных висмутовых центров в алюмосиликатных световодах
4.4 Выводы 6 Глава 5. ФОТОШДУЦИРОВАШЬЕ ИЗМЕНЕНИЯ ОПТИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ ВИСМУТОВЫХ ЦЕНТРОВ В
АЛЮМОСИЛИКАТНЫХ СВЕТОВОДАХ
5.1 Изменение люминесцентных свойств висмутовых центров под действием ультрафиолетового и видимого излучений
5.2 Изменение показателя преломления висмутоалюмосликатных световодов под действием ультрафиолетового излучения
5.3 Выводы 7 Глава 6. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВИСМУТОВЫХ ЦЕНТРОВ В
ФОСФОРОСЛИКАТНЫХ СВЕТОВОДАХ
6.1 Характеристики образцов с сердцевиной из фосфоросиликатного стекла
6.2Спектры поглощения висмутовых центров в фосфоросиликатных световодах
б.ЗЛюминесценция висмутовых центров в фосфоросиликатных световодах
6.4Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Воздействие на активные висмутовые центры с помощью ультрафиолетового и видимого лазерного излучения позволяет селективно увеличивать интенсивность «красной» и ИК люминесценции различных центров. Определены оптимальный состав и технологические условия изготовления алюмосиликатных световодов, легированных висмутом, что позволит создавать световоды с большой концентрацией активных висмутовых центров и низкими пассивными потерями. Использование данных световодов в качестве активной среды в волоконных лазерах открывает возможность для повышения эффективности лазерной генерации. Достигнут уровень пассивных потерь в алюмосиликатных световодах, легированных висмутом, сопоставимый с уровнем потерь в волоконных световодах, легированных ионами эрбия и иттербия. Предложенная модель четырех модификаций активного висмутового центра описывает связь между полосами поглощения и люминесценции, что позволяет подбирать оптимальную двину волны накачки при проектировании схемы лазера. Показана возможность фотоиндуцированного увеличения интенсивности люминесценции облучением световода мощным лазерным излучением видимого и ультрафиолетового диапазона. Материалы, включенные в диссертацию, докладывались на X Всероссийской научной школе-семинаре «Волны-» (г. Звенигород, г. XI Всероссийской научной школе-семинаре «Волны-» (г. Звенигород, г. European Conference on Optical Communication» (Канны, Франция, г. International Congress on Glass» (Страсбург, Франция, г. International Laser Physics Workshop LPHYS-» (Тронхейм, Норвегия, г. EPS-QEOD Europhoton conference» (Париж, Франция, г. European Conference on Optical Communication» (Брюссель, Бельгия, г. МГУ и Научного центра волоконной оптики РАН. Работа «Классификация абсорбционных и люминесцентных переходов висмутовых центров в алюмосиликатных световодах», являющаяся частью настоящей диссертации, заняла второе место на конкурсе научных работ молодых ученых НЦВО. Результаты диссертации изложены в опубликованных работах, которые выделены курсивом в списке литературы. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 8 страницах машинописного текста, содержит рисунков и таблиц. Список литературы включает в себя 0 наименований. Во введении кратко излагается современное состояние проблемы, обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированы цель работы и направления исследований, научная новизна, практическая значимость работы, приведены сведения об апробации работы и публикациях автора. Кратко изложено содержание материалов по главам. Вторая глава диссертации посвящена описанию процесса изготовления волоконного световода, техники эксперимента и использовавшихся методов исследования. В третьей главе приведены результаты систематических исследований абсорбционных и люминесцентных свойств алюмосиликатных световодов, легированных висмутом, в зависимости от методов изготовления, способов легирования висмутом, технологических условий изготовления и параметров световодов, концентраций висмута и алюминия, а также других легирующих добавок. Проводится анализ структуры оптических потерь и оценка вклада каждого механизма в общий уровень потерь. В четвертой главе представлены результаты исследования влияния температуры и высокотемпературной обработки, а так же мощности и длины волны возбуждения на абсорбционные и люминесцентные свойства АВЦ в алюмосиликатных световодах. Определены параметры абсорбционных и люминесцентных переходов, наблюдаемых в алюмосиликатных световодах с висмутом, и предложена модель четырех модификаций активного висмутового центра, свойства которых обусловлены влиянием разных типов окружений в сетке стекла. В пятой главе изучается влияние мощного лазерного излучения на оптические свойства активных висмутовых центров в алюмосиликатных световодах. Впервые показана возможность селективного воздействия на активные центры. В шестой главе исследуются оптические свойства фосфоросиликатных световодов, легированных висмутом в зависимости от состава стекла сердцевины, концентраций висмута и фосфора, а так же в зависимости от длины волны возбуждения. В заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы.