РЕЗОНАНСНЫЕ НЕРАВНОВЕСНЫЕ  СВЧ ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ В ТЕХНОЛОГИИ СИНТЕЗА СПЕЦИАЛЬНЫХ КВАРЦЕВЫХ ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ

 

Л. М. Блинов ¹, Ю. В. Гуляев ¹ , В. А. Черепенин ¹, А. П. Герасименко ²

¹ Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН
² ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца»

Статья получена 5 декабря 2014 г.

 

Аннотация. Представлены оптимальные конструкции резонаторных СВЧ плазмотронов на виде колебаний ТЕ₁₁₁ и ТМ₀₂₀ и методы плазмохимического осаждения (внутреннего и внешнего) оптических структур заготовок специальных двухслойных волоконных световодов на основе кварцевого стекла, легированного фтором и азотом в плазме резонансного СВЧ-разряда пониженного давления (PCVD и POVD методы). Внешнее осаждение отражающей фторсиликатной оболочки на кварцевый стержень (POVD-метод) позволяет изготавливать недорогие гибкие, радиационностойкие, высокоапертурные (~ 0,3) многомодовые волоконные световоды с кварцевой сердцевиной повышенного диаметра (>1 мм). Метод внутреннего плазмохимического осаждения (PCVD-метод) сердцевины (кварцевой, оксинитридной) внутри толстостенной кварцевой или фторсиликатной трубы с толщиной стенки 8-10 мм и более, являющейся отражающей оболочкой, позволяет изготавливать недорогие специальные радиационностойкие, одномодовые волоконные световоды. На заготовку двухслойного волоконного световода  POVD-методом может быть осаждена защитная оксинитридная оболочка. Предложен метод автоматизированного управления резонансным режимом СВЧ плазмотрона и оптимальной температурой процесса осаждения оптических структур специальных волоконных световодов на основе мощного транзисторного усилителя.

Ключевые слова: СВЧ, плазма, резонанс, световод, кварцевое стекло, легированное фтором и азотом.

Abstract.  Optimal designs of microwave plasmotrons, using TE₁₁₁ and TM₀₂₀ modes cavities, and methods of internal and external plasmochemical deposition (PCVD and POVD) of optical structures for special two-layer optical fiber performs, based on F-doped and N-doped silica glass, formed in a low-pressure microwave plasma, are presented. Outside deposition of the F-doped silica reflective cladding on a pure silica rod (POVD–method) makes possible to produce low-cost, flexible, radiation-resistant, high-aperture (NA ~ 0.3) multimode fibers, having pure silica core with high diameter (more, than 1 mm). Plasmochemical deposition of the core layer (pure, or N-doped silica glass) on the internal surface of a thick-wall silica tube, having a wall thickness 8 ÷ 10 mm, or more, which forms the reflective cladding (PCVD-method), makes possible to produce low-cost special radiation-resistant single-mode optical fibers. POVD-method enables also to deposit a protective oxynitride layer on the external surface of the two-layer optical layer perform. Method of automatic control the resonance mode of plasmotron working and the optimal working temperature during the deposition of optical structures for special optical fibers performs, based on using of the high power transistor amplifier, is also presented.

Key words: microwave plasma, resonance, optical fiber, N-doped and F-doped silica glass.