ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2016, № 1 · СМЕЖНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Высокоапертурные оптические структуры волноводов на основе кварцевого стекла, легированного фтором, формируемые в неизотермической плазме резонансного локального СВЧ-разряда пониженного давления

Л.М. Блинов1, А.П. Герасименко2, Ю.В. Гуляев1, А.П. Долгов2, Л.Ю. Кочмарев3, И.П. Шилов3

1 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
2 ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца», Россия
3 ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Фрязино, Россия
Полный текст УДК 681.7.068:530.182 + 681.7.068.539.9 EDN VOWRJL

Аннотация

В работе представлены результаты разработки лабораторной технологии получения высокоапертурных (~0,3) волоконных световодов и планарных оптических волноводов (ПОВ) с повышенной числовой апертурой с кварцевой сердцевиной и фторсиликатной отражающей оболочкой методом PCVD, использующим неизотермическую плазму резонансного локального СВЧ-разряда пониженного давления. Данный тип световодов используется для создания различных оптических элементов в фотонике и высокочувствительных волоконно-оптических зондов в лазерной медицине. В работе использовался проходной волноводно-резонаторный СВЧ-плазмотрон на волне Н10 с укорачивающей Н-образной емкостью в середине волновода и короткозамыкающим поршнем на конце, эффективно работающий с резонансной настройкой на виде колебаний, где n =1, 2…. Исследованы свойства полученных высокоапертурных световодов, а также - оптических планарных волноводов.

  • световод
  • microwave plasmatron
  • волноводный плазматрон
  • СВЧ плазма
  • оптический планарный волновод
  • резонанс
  • высокая апертура
  • разветвитель
  • кварцевые слои
  • легированные фтором
Abstract (in English)

In this paper we presented some results of a developed laboratory technology of high-aperture (~0,3) silica fiber preforms and planar waveguides with increased aperture fabrication, which is based on PCVD method, where a microwave non-isothermal plasma is used; material of a core is pure SiO2, refracting cladding - F-doped SiO2. Such kind of fibers is used, for example, in preparing of some optical elements in photonics, and high sensitive optical fiber probes in laser medicine. In this work was we used a microwave plasmatron of pass-through, waveguide-resonator type, having the shortening capacity in the center of waveguide, and the short-circuiting plunger at the end. It allows the effective resonance adjustment on the H10n modes (n = 1, 2 …). Some properties of produced preforms, optical fibers and planar waveguides are investigated.

Для цитирования

Блинов Л.М., Герасименко А.П., Гуляев Ю.В., Долгов А.П., Кочмарев Л.Ю., Шилов И.П. Высокоапертурные оптические структуры волноводов на основе кварцевого стекла, легированного фтором, формируемые в неизотермической плазме резонансного локального СВЧ-разряда пониженного давления // Журнал радиоэлектроники. – 2016. – № 1.

Литература

  1. Блинов Л.М., Гуляев Ю.В, Черепенин В.А., Герасименко А.П. "Резонансные неравновесные СВЧ плазмохимические системы в технологии синтеза специальных кварцевых волоконных световодов'' //Журнал радиоэлектроники: Электронный журнал, 2014, № 12, URL: http://jre.cplire/ru/jre/dec14/4/text.pdf
  2. Блинов Л.М., Заморенов А.Т., Кирсанов А.В., Лысов Г.В., Петров Е.А. Установка для сверхвысокочастотной плазменной обработки. Авторское свид. СССР № 876039, 29.02.80
  3. Блинов Л.М., Гуляев Ю.В., Панас А.И., Шилов И.П., Рябов А.С., Щамхалов К.С. «Устройство для люминесцентной диагностики новообразований». Патент РФ на изобретение № 2483678 (Госреестр от 10 июня 2013).
  4. Житковский В.Д., Ключник Н.Т., Яковлев М.Я. «Многополюсные разветвители на основе слоевых структур из стекла для волоконно-оптических информационных систем» // Системы и средства связи, телевидения и радиовещания, 2002, № 1-2, С.68-73.
  5. Meint K. Smit, Associate Member, IEEE, and Cor van Dam PHASAR-Based WDM-Devices: Principles, Design and Applications, IEEE Journal of selected topics in quantum electronics, V. 2, № 2, June 1996
  6. Артюшенко В. Г., Блинов Л. М., Гуляев Ю.В., Дианов Е.М., Прохоров А.М., Шилов И. П «Кварцевые волоконные световоды для передачи мощного лазерного излучения» // Ж. Известия АН СССР, 1990, Т. 54, №8, С. 1570-1573.
  7. Artjushenko V.G., Blinov L.M., Gulyaev Yu.V., Dianov E.M., Prokhorov А.М., Shilov I.P. «Plasmo-chemical synthesis of power fiber silica structures in a plasma of RF- and SRF-discharges» //J. Sov. Lightwave Commun., 1992, V. 2, N. 2, P. 171-182. Printed in the UK.
  8. Бабенко В.А., Григорьянц В. В., Шилов И.П. и др. «Кварцевые волоконные световоды для передачи лазерного излучения повышенной мощности» // 10-ая Международная научно-техническая конференция «Лазеры в науке, технике и медицине». Тезисы докладов, 1999, С. 71-73.
  9. Бабенко В. А., Кочмарев Л. Ю., Шилов И. П. «Сверхвысокочасотный разряд волноводного плазмотрона для осаждения высокоапертурных структур на основе квацевого стекла» // Радиотехника и Электроника, Т. 50, №1, 2005, С. 100-107.
  10. Бабенко В. А., Кочмарев Л. Ю., Шилов И. П. “Устройство для изготовления оптических волноводов”, Патент на полезную модель № 7428 от 10.07.2008.
  11. Кайрыев Н. Ж., Кулумбаев Э. Б., Лелевкин В. М. «Численное исследование СВЧ-разряда на волне типа Н10» // Физика плазмы, 2000, Т. 26, №5, С. 488-493.
  12. Бабенко В.А., Григорьянц В.В., Шилов И.П. и др. «Осаждение диэлектрических структур на основе кварцевого стекла в волноводном плазматроне»//ХVI Международная научная конференция “ Математические методы в технике и технологиях“. Сб. трудов. Ростов-на-Дону, 2003, Т. 5, С. 94-95.
  13. Babenko V. A., Blinov L. M., Volodko V. V. Plasma chemical process modelling in fibre waveguide technology. // Sov. Lightwave Commun., 1992, V. 2, P. 199-212. Printed in the UK.
  14. K. M. Golant, E. M. Dianov, R. R. Khrapko, A. L. Tomaschuk "Nitrogen doped silica fibers and fiber-based optoelectronic components"// Proc. of SPIE "Advances in Fiber Optics" (E. M. Dianov ed.) Vol. 4083, pp. 2 - 11, 2000.
  15. Даниелян Г. Л., Шилов И. П., Кочмарев Л. Ю., Иванов А. В., Замятин А.А., Маковецкий А.А., Кузнецов О. О. « Волоконно-оптические зонды на основе кварцевых световодов повышенной числовой апертуры для люминесцентной диагностики опухолей» // Ж. Медицинская физика. Т. 61, №1, С. 51-58, 2014.
  16. Берикашвили В.Ш., Григорьянц В.В., Шилов И.П. и др. «СВЧ-плазмохимическое осаждение планарных волноводных структур на основе кварцевого стекла» // Ж. Микросистемная техника (МСТ), 2004, №8, С. 28-33
  17. Шилов И.П., Григорьянц В.В., Кочмарев Л.Ю., Берикашвили В.Ш., Ключник Н.Т., Яковлев М.Я. «Планарные и полосковые многомодовые волноводы из кварцевого стекла, полученные в микроволновой плазме пониженного давления». // Труды XII Международной научно-технической конференции «Высокие технологии в промышленности России» (Материалы и устройства функциональной электроники и микрофотоники). Москва, ОАО ЦНИТИ ТЕХНОМАШ, 7-9 сентября 2006 г., С.363-369.
  18. Шилов И.П., Берикашвили В.Ш., Григорьянц В.В, Кочмарев Л.Ю., Ключник Н.Т., Яковлев М.Я. «Многоканальные оптические разветвители на основе планарных многомодовых волноводов из кварцевого стекла» // Ж. Радиотехника и Электроника, 2008, Т. 53, № 8, С. 1017-1022.
  19. И. П. Шилов, Л. Ю. Кочмарев, Н. Т. Ключник, М. Я. Яковлев. «Планарные волноводы градиентного типа на основе наноразмерных слоев кварцевого стекла, полученные в микроволновой плазме пониженного давления» // Изв. Высших учебных заведений. Ж. Материалы электронной техники, №4, С.59-64, 2012.