УДК: 681.7.068

Модуляция затухания волноводных мод в оптических волокнах с покрытием на основе диоксида ванадия

Агафонова Д.С., Грунин В.К., Сидоров А.И.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Агафонова Д.С., Грунин В.К., Сидоров А.И. Модуляция затухания волноводных мод в оптических волокнах с покрытием на основе диоксида ванадия // Оптический журнал. 2013. Т. 80. № 1. С. 3–9.

Agafonova D.S., Grunin V.K., Sidorov A.I. Attenuation modulation of guided modes in optical fibers with a coating based on vanadium dioxide [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2013. V. 80. № 1. P. 3–9.

Ссылка на англоязычную версию:

D. S. Agafonova, V. K. Grunin, and A. I. Sidorov, "Attenuation modulation of guided modes in optical fibers with a coating based on vanadium dioxide," Journal of Optical Technology. 80(1), 1-6 (2013). https://doi.org/10.1364/JOT.80.000001

Аннотация:

Представлены результаты экспериментального и теоретического исследований оптических характеристик волокон из силикатных стекол с покрытиями в виде поликристаллической пленки или наночастиц диоксида ванадия в диапазоне длин волн 0,8–1,8 мкм. Показано, что изменение оптических свойств покрытия при изменении температуры приводит к эффективной модуляции затухания оптического сигнала в волокне. Глубина модуляции у волокон с нанокомпозитным покрытием в 3–4 раза выше, чем у волокон с пленочным покрытием. Это обусловлено наличием плазмонного резонанса у наночастиц диоксида ванадия в металлической фазе.

Ключевые слова:

волокно с покрытием, модуляция излучения, фазовый переход, диоксид ванадия

Благодарность:

Работа выполнена при поддержке гранта для аспирантов, докторантов и молодых ученых “КЭОП-43”.

Коды OCIS: 060.2290, 060.2370

Список источников:

1. Бугаев А.А., Захарченя Б.П., Чудновский Ф.А. Фазовый переход полупроводник–металл и его применение. Л.: Наука, 1979. 183 с.
2. Григорьев М.И., Олейник А.С., Смоляков В.Ф. Термохромные индикаторы на основе материала ФТИРОС // Электронная промышленность. 1982. В. 5–6. С. 108–111.
3. Данилов О.Б., Михеева О.П., Сидоров А.И., Климов В.А., Тульский С.А., Шадрин Е.Б., Ячнев И.Л. Оптическое ограничение излучения среднего ИК диапазона в пленках диоксида ванадия // ЖТФ. 2003. Т. 73. № 1. С. 79–85.
4. Бугаев А.А., Захарченя Б.П. Окисная пленка ванадия как регистрирующая среда для голографии // Квант. электрон. 1979. Т. 6. № 7. С. 1459–1465.
5. Коновалова О.П., Сидоров А.И., Шаганов И.И. Интерференционные системы управляемых зеркал на основе VO2 для спектрального диапазона 0,6–10,6 мкм // Оптический журнал. 1999. Т. 66. № 5. С. 13–21.
6. Becker M.F., Buckman A.B., Walser R.M., Lepine T., Georges P., Brun A. Femto-second laser excitation of the semiconductor-metal phase transition in VO2 // J. Appl. Phys. 1996. V. 79. № 5. P. 2404–2408.
7. Cavalleri A., Toth C., Siders C.W., Squier J.A. Femtosecond structural dynamics in VO2 during ultrafast solidsolid phase transition // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87. № 23. P. 237401–237405.
8. Rini M., Cavalleri A., Schoenlen R.W., Lopez R., Feldman L.C., Haglud R.F., Boatner L.A., Haynes T.E. Photoinduced phase transition in VO2 nanocrystals: ultrafast control of surface-plasmon resonance // Opt. Lett. 2005. V. 30. № 5. P. 558–560.
9. Алиев Р.А., Климов В.А. Влияние условий синтеза на фазовый переход металл–полупроводник в тонких пленках диоксида ванадия // ФТТ. 2004. Т. 46. № 3. С. 515–519.
10. Алиев Р.А., Андреев В.Н., Капралова В.М., Климов В.А., Соболев А.И., Шадрин Е.Б. Влияние размера зерен на фазовый переход металл–полупроводник в тонких поликристаллических пленках диоксида ванадия // ФТТ. 2006. Т. 48. № 5. С. 874–879.
11. Шадрин Е.Б., Ильинский А.В., Сидоров А.И., Ханин С.Д. Размерные эффекты при фазовых переходах в окисно-ванадиевых нанокомпозитах // ФТТ. 2010. Т. 52. № 11. С. 2269–2276.
12. Lopez R., Haynes T.E., Boatner L.A., Feldman L.C., Haglud R.F. Temperature-controlled surface plasmon resonance in VO (2) nanorods // Opt. Lett. 2002. V. 27. № 15. P. 1327–1329.
13. Виноградова О.П., Обыкновенная И.Е., Сидоров А.И., Климов В.А., Шадрин Е.Б., Ханин С.Д., Хрущева Т.А. Синтез и свойства нанокристаллов диоксида ванадия в силикатных пористых стеклах // ФТТ. 2008. Т. 50. № 4. С. 734–740.
14. Остросаблина А.А., Сидоров А.И. Нелинейно-оптические свойства толстых композитных сред с наночастицами диоксида ванадия. I. Самодефокусировка излучения видимого и ближнего ИК диапазона // Оптический журнал. 2005. Т. 72. № 7. С. 36–41.
15. Сидоров А.И., Виноградова О.П., Хрущева Т.А., Обыкновенная И.Е., Ермолаева Г.И., Шилов В.Б. Оптические свойства наночастиц диоксида ванадия в нанопористых стеклах // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 1. С. 43–48.
16. Tazawa M., Jin P., Tanemura S. Optical constants of V1-xWxO2 films // Appl. Opt. 1998. V. 37. № 10. P. 1858–1861.
17. Виноградов А.П. Электродинамика композитных материалов. М.: Эдиториал УРСС, 2001. 208 с.
18. Spanier J.E., Herman I.P. Use of hybrid phenomenological and statistical effective medium theories of dielectric functions to model the infrared reflectance of porous SiC films // Phys. Rev. B. 2000. V. 61. № 15. P. 10437–10449.
19. Адамс М. Введение в теорию оптических волноводов. М.: Мир, 1984. 512 с.
20. Kaminov I.P., Mammel W.L., Weber H.P. Metal-clad optical waveguides: analytical and experimental study // Appl. Opt. 1974. V. 13. № 2. P. 396–405.
21. Андреева О.В., Обыкновенная И.Е. Нанопористые матрицы НПС-7 и НПС-17 – возможности использования в оптическом эксперименте // Наносистемы: физика, химия, математика. 2010. Т. 1. № 1. С. 37–53.
22. Кикоин И.К. Таблицы физических величин. Справочник. М.: Атомиздат, 1976. 1008 с.
23. Климов В.В. Наноплазмоника. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. 480 с.