WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

Обнаружено, что предварительное насыщение водородом приводит к дальнейшему увеличению ИК люминесценции и ослаблению «красной» люминесценции (рис. 4) в облученных световодах, что можно объяснить перераспределением излученной энергии между верхним и нижним возбужденными триплетными уровнями одного центра.

Во втором эксперименте исследовался висмутоалюмосиликатный световод, насыщенный водородом и облученный УФ излучением на длине волны 244 нм. Максимальная доза экспонирования через боковую поверхность световода составила 200кДж/см2. Показано, что облучение лазерным излучением на длине волны 244 нм усиливает полосы 810 и нм центра АВЦ3.

Наблюдаемые изменения в спектрах поглощения и люминесценции могут происходить вследствие изменения количества активных центров путем изменения зарядового состояния неактивных в данной спектральной области ионов Bi3+, либо изменения окружения вокруг висмутового центра, что может приводить к изменению внешнего поля и, соответственно, степени запрета для переходов.

Продемонстрировано фотоиндуцированное изменение показателя преломления на уровне 5.010-4 при экспонировании алюмосиликатного световода с висмутом импульсным излучением на длине волны 193 нм.

Фоточувствительность световодов, по-видимому, обусловлена присутствием висмута в алюмосиликатном стекле и может быть использована для записи брэгговских решеток в таких световодах.

5 Исходный световод Cветовод после облучения 532нм Насыщенный водородом световод после облучения 532нм 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 Длина волны, нм Рис. 4 Спектры люминесценции световода до и после облучения, а также после насыщения водородом и последующего облучения на длине волны нм. Возбуждение люминесценции осуществлялось на длине волны 514 нм.

В шестой главе исследуются оптические свойства фосфоросиликатных световодов, легированных висмутом.

В первой части главы представлены характеристики и параметры исследуемых световодов, представлены профили показателя преломления и профили концентрации фосфора в световоде.

В спектрах поглощения наблюдается постоянный набор широких полос поглощения со спектральным положением в области ~430, 570, 750, 930 и 1100-1500 нм (рис. 5). В спектре люминесценции присутствуют две широкие полосы с максимумами в области 750-820 и 1150-1420 нм в зависимости от длины волны возбуждения. Данные полосы поглощения и люминесценции принадлежат активным висмутовым центрам.

Интенсивность люминесценции, отн.ед.

94.5мол.%SiO2-5.5мол.%P2O5 Концентрация Bi:

U U U U U0,Отсечки OH-группы 0,400 600 800 1000 1200 1400 Длина волны, нм Рис. 5 Спектры оптических потерь для фосфоросиликатных световодов, легированных висмутом, в зависимости от концентрации висмута.

Замена алюминия на фосфор в силикатном стекле позволяет сдвинуть полосу ИК люминесценции до 1250-1300 нм и расширить спектральный диапазон, покрываемый ИК люминесценцией, что делает фосфоросиликатные световоды перспективными для применения в качестве активной среды для сверхширокополосных источников (рис. 6).

Анализ спектров люминесценции в фосфоросиликатных световодах, активированных висмутом, в зависимости от длины волны излучения возбуждения экспериментально показал четырехкомпонентную структуру полос «красной» и ИК люминесценции, что позволяет выделить четыре вида активных висмутовых центров, каждый из которых обладает излучательными переходами с двух возбужденный состояний. Данные центры являются модификациями одного висмутового центра в фосфоросиликатном стекле.

Различие между центрами связаны с влиянием разных типов окружений в сетке стекла. По-видимому, оптические свойства первых двух центров обусловлены влиянием ионов фосфора в разной конфигурации, а свойства двух других центров могут определяться структурой сетки кварцевого Коэффициент поглощения, дБ/м стекла, образованной кольцами кремнекислородных тетраэдров с разным количеством звеньев.

1190 1250 =1090нм в мол.%:

возб 1, U13 95.5SiO2-4.5Al2O U33 92.25SiO2-5.5P2O5-2.25Al2O U42 94.5SiO2-5.5P2O U1 95.2SiO2-4.8P2O0, U31 97.5SiO2-2.5P2O0,0,0,0,1000 1100 1200 1300 1400 1500 Длина волны, нм Рис. 6 Спектры люминесценции для фосфоросиликатных световодов, легированных висмутом, в зависимости от состава стекла сердцевины.

Возбуждение люминесценции осуществлялось на длине волны 1090 нм.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ 1. Экспериментально исследованы абсорбционные и люминесцентные свойства висмутовых центров в алюмо- и фосфоросиликатных световодах в зависимости от методов изготовления, способов легирования висмутом, технологических условий изготовления и параметров световодов, концентраций висмута и алюминия, а также других легирующих добавок, изменения температуры и термообработки, мощности и длины волны возбуждения.

2. Показано, что максимальная интенсивность полос поглощения активных висмутовых центров по отношению к уровню пассивных потерь достигается в алюмосиликатных световодах с сердцевиной, не содержащей германий и фосфор, легированной оксидом алюминия в концентрации 2.5-4.мол.% и концентрацией активных висмутовых центров, которая соответствует уровню около 5 дБ/м в максимуме полосы поглощения на Интенсивность люминесценции, отн. ед.

нм. Использование в методе пропитки пористого слоя стекла, полученного при температуре спекания 1510-1530оС, повышает воспроизводимость оптических свойств световодов, легированных висмутом.

3. Показано, что при концентрациях висмута менее 0.02 ат.% доля рассеяния не превышает нескольких процентов от величины полных потерь.

Поэтому потери в видимой и ИК областях спектра преимущественно обусловлены поглощением. При этом уровень остаточных потерь в световоде при высокой интенсивности излучения составляет порядка 30% от уровня поглощения малого сигнала и не может быть описан только пассивными потерями. В алюмосиликатных световодах, легированных висмутом, уровень пассивных потерь снижен до 10-13 дБ/км на длинах волн 1.3 и 1.55 мкм.

4. Экспериментально показана многокомпонентная структура полос в спектрах поглощения и люминесценции. Аппроксимацией измеренных спектров гауссовыми функциями получены параметры абсорбционных и люминесцентных переходов. На основе согласованного анализа полученных результатов выделено четыре вида активных висмутовых центров и определен набор абсорбционных и люминесцентных переходов, принадлежащих каждому виду активных висмутовых центров. Предложена модель четырех модификаций активного висмутового центра, свойства которых обусловлены влиянием разных типов окружения в сетке стекла.

Оптические свойства первых двух центров обусловлены влиянием ионов алюминия с различной координацией, а свойства двух других центров могут определяться структурой сетки кварцевого стекла, образованной кольцами кремнекислородных тетраэдров с разным количеством звеньев.

5. Впервые показана возможность селективного воздействия на активные висмутовые центры с помощью ультрафиолетового и видимого излучений. Облучение на длине волны 514 и 532 нм приводит к увеличению интенсивности люминесценции в полосах 742 и 1078 нм, принадлежащих одному из активных висмутовых центров, а излучение 244 нм усиливает полосы люминесценции 810 и 1350 нм, принадлежащих другому центру.

Обнаружено, что предварительное насыщение водородом приводит к дальнейшему увеличению ИК люминесценции в облученных световодах.

6. Показано, что в силикатном стекле, легированном фосфором без алюминия, полоса ИК люминесценции активных висмутовых центров сдвигается в область 1250-1300 нм. Экспериментально показана четырехкомпонентная структура полос «красной» и ИК люминесценции, что позволило выделить четыре вида активных висмутовых центров в фосфоросиликатном стекле. Обнаружены полосы люминесценции, принадлежащие двум активным висмутовым центрам, свойства которых могут определяться структурой сетки кварцевого стекла, образованной кольцами кремнекислородных тетраэдров с разным количеством звеньев.

Оптические свойства двух других центров могут быть обусловлены влиянием ионов фосфора в разной конфигурации.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Mashinsky V.M., Dvoyrin V.V., Bulatov L.I., Bufetov I.A.,. Shubin A.V, Kustov E.F., Dianov E.M., Umnikov A.A., Yashkov M.V., Guryanov A.N., Bismuth-doped optical fibres – spectroscopic study and interpretation of spectra. – 32nd ECOC, Cannes, France, paper Mo3.3.6 (2006).

2. Dvoyrin V.V., Mashinsky V.M., Bulatov L.I., Bufetov I.A., Shubin A.V., Melkumov M.A., Kustov E.F., Dianov E.M., Umnikov A.A., Khopin V.F., Yashkov M.V., and Guryanov A.N., Bismuth-doped-glass optical fibers – a new active medium for lasers and amplifiers. – Opt. Lett. 31(20), 2966 (2006).

3. Булатов Л.И., Двойрин В.В., Машинский В.М., Сухоруков А.П., Спектроскопический анализ поглощения и рассеяния в волоконных световодах, активированных висмутом. – Труды школы-семинара «Волны-2007», Звенигород, Россия, часть 6, 10 (2007).

4. Kustov E.F., Bulatov L.I., Dvoyrin V.V., Mashinsky V.M., Dianov E.M., Spectral methods for determination оf active centers concentration in laser glasses and active optical fibers. – in Proc. in XXI International Glass Congress, Strasbourg, France, paper M12 (2007).

5. Булатов Л.И., Двойрин В.В., Машинский В.М., Дианов Е.М., Сухоруков А.П., Умников А.А., Гурьянов А.Н., Поглощение и рассеяние в волоконных световодах, активированных висмутом. – Известия РАН.

Серия физическая, 72 (1), 110 (2008).

6. Булатов Л.И., Кустов Е.Ф., Двойрин В.В., Машинский В.М., Сухоруков А.П., Структура широких полос в спектрах поглощения и люминесценции в алюмосиликатных волоконных световодах, активированных висмутом. – Труды научной школы-семинара «Волны2008», Звенигород, Россия, часть 5, 59 (2008).

7. Ban Ch., Limberger H.G., Mashinsky V.M., Dvoyrin V.V., Bulatov L.I., Dianov E.M., Photosensitivity of Bi-doped silica optical fibers to 193 nm excimer laser irradiation. – LPHYS-2008, Trondheim, Norway, 524 (2008).

8. Bulatov L.I., Mashinsky V.M., Dvoyrin V.V., Kustov E.F., Dianov E.M., Structure of Absorption and Luminescence Bands in Aluminosilicate Optical Fibers Doped with Bismuth. – 3rd EPS-QEOD Europhoton conference, Paris, France, paper Wep.9 (2008).

9. Kustov E.F., Bulatov L.I., Mashinsky V.M., Dvoyrin V.V., Interpretation of spectral properties of Bi-doped-glass optical fibers by molecular orbit theory. – 3rd EPS-QEOD Europhoton conference, Paris, France, paper THoE.7 (2008).

10. Ban Ch., Limberger H.G., Mashinsky V.M., Dvoyrin V.V., Bulatov L.I., Dianov E.M., Photosensitivity of Bi-Al-doped silica optical fibers to 193 nm excimer laser irradiation. – 3rd EPS-QEOD Europhoton conference, Paris, France, paper THp.1 (2008).

11. Тетерин А.Ю., Тетерин Ю.А., Маслаков К.И., Яржемский В.Г., Сверчков С.Е., Денкер Б.И., Галаган Б.И., Исхакова Л.Д., Булатов Л.И., Двойрин В.В., Машинский В.М., Умников А.А., Гурьянов А.Н., Нефедов В.И., Дианов Е.М., Рентгеноэлектронное исследование зарядового состояния атомов Bi и Al в стеклах, люминесцирующих в инфракрасной области. – Доклады Академии Наук, 423(2), 1-5 (2008).

12. Umnikov A.A., Guryanov A.N., Abramov A.N., Vechkanov N.N., Firstov S.V., Mashinsky V.M., Dvoyrin V.V., Bulatov L.I., Dianov E.M., Al-free core composition bismuth-doped optical fibre with luminescence band at 1300 nm.

– in Proc. ECOC2008, Brussels, Belgium, paper Tu1.B.7 (2008).

13. Булатов Л.И., Машинский В.М., Двойрин В.В., Кустов Е.Ф., Дианов Е.М., Сухоруков А.П., Структура полос в спектрах поглощения и люминесценции в алюмосиликатных световодах, активированных висмутом, – Известия РАН, 72(12) 1754, (2008).

14. Булатов Л.И., Машинский В.М., Двойрин В.В., Сухоруков А.П., Спектроскопическое исследование висмутовых центров в алюмосиликатных световодах, – Журнал Радиоэлектроники, №3 (2009).

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»