Волоконно-оптические сборки на основе поликристаллических световодов для среднего инфракрасного диапазона

Корсакова Е.А., Львов А.Е., Кашуба И.А., Корсаков В.С., Салимгареев Д.Д., Корсаков А.С., Жукова Л.В.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Корсакова Е.А., Львов А.Е., Кашуба И.А., Корсаков В.С., Салимгареев Д.Д., Корсаков А.С., Жукова Л.В. Волоконно-оптические сборки на основе поликристаллических световодов для среднего инфракрасного диапазона // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 7. С. 58–66. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-07-58-66

Korsakova E.A., Lvov A.E., Kashuba I.A., Korsakov V.S., Salimgareev D.D., Korsakov A.S., Zhukova L.V. Fiber-optic assemblies based on polycrystalline lightguides for the mid-IR [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2019. V. 86. № 7. P. 58–66. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-07-58-66

Ссылка на англоязычную версию:

E. A. Korsakova, A. E. L’vov, I. A. Kashuba, V. S. Korsakov, D. D. Salimgareev, A. S. Korsakov, and L. V. Zhukova, "Fiber-optic assemblies based on polycrystalline lightguides for the mid-IR," Journal of Optical Technology. 86(7), 439-445 (2019). https://doi.org/10.1364/JOT.86.000439

Аннотация:

Разработаны и исследованы волоконно-оптические сборки высокого разрешения на основе модифицированных галогенидосеребряных световодов, работающих в спектральном диапазоне от 2 до 25 мкм. Предложено и реализовано два нетривиальных способа изготовления поликристаллических волоконных сборок для среднего инфракрасного диапазона. С помощью одного из них были получены волоконные сборки из галогенидосеребряных световодов рекордно малого диаметра — 110 мкм. Исследованы функциональные свойства полученных волоконных сборок: диапазон пропускания, оптические потери, перекрестные помехи, пространственное разрешение, влияние нагрева. Полученные данные позволяют говорить о применимости данных волоконных сборок в инфракрасной термографии, спектроскопии, микроскопии.

Ключевые слова:

галогениды серебра, волоконные сборки, поликристаллические инфракрасные световоды, средний инфракрасный спектральный диапазон, инфракрасная термография

Благодарность:

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 18-73-10063).

Коды OCIS: 060.2280, 060.2310

Список источников:

1. Qi S., Zhang B., Zhai C., Li Y., Yang A., Yu Y., Tang D., Yang Z., Luther-Davies B. High-resolution chalcogenide fiber bundles for longwave infrared imaging // Opt. Exp. 2017. V. 25. № 21. P. 26160–26164.
2. Zhang J., Yoshikado S., Aruga T. Shift multiplexing for holographic storage system using fiber bundle referencing // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 82. P. 25–27.
3. Matsuura Y., Naito K. Flexible hollow optical fiber bundle for infrared thermal imaging // Biomedical Opt. Exp. 2011. V. 2. № 1. P. 65–70.
4. Gopal V., Harrington J.A., Goren A., Gannot I. Coherent hollow-core waveguide bundles for infrared imaging // Opt. Eng. 2004. V. 43. № 5. P. 1195–1199.
5. Lavi Y., Millo A., Katzir A. Flexible ordered bundles of infrared transmitting silver-halide fibers: Design, fabrication, and optical measurements // Appl. Opt. 2006. V. 45. № 23. P. 5808–5814.
6. Lavi Y., Millo A., Katzir A. Thin ordered bundles of infrared-transmitting silver halide fibers // Appl. Phys. Lett. 2005. V. 87. P. 241122.
7. Paiss I., Katzir A. Thermal imaging by ordered bundles of silver halide crystalline fibers // Appl. Phys. Lett. 1992. V. 61. P. 1384–1386.
8. Rave E., Katzir A. Ordered bundles of infrared transmitting silver halide fibers: Attenuation, resolution, and crosstalk in long and flexible bundles // Opt. Eng. 2002. V. 41. № 7. P. 1467–1468.
9. Rave E., Nagli L., Katzir A. Ordered bundles of infrared-transmitting AgClBr fibers: Optical characterization of individual fibers // Opt. Lett. 2000. V. 25. № 17. P. 1237–1239.
10. Rave E., Shemesh D., Katzir A. Thermal imaging through ordered bundles of infrared-transmitting silver-halide fibers // Appl. Phys. Lett. 2000. V. 76. № 14. P. 1795–1797.
11. Gannot I., Goren A., Rave E., Katzir A., Gopal V., Revezin G., Harrington J. A thermal imaging through infrared iber/waveguides bundles // Proc. SPIE: Optical Fibers and Sensors for Medical Applications IV. 2004. V. 5317. P. 94–100.
12. Paiss I., Moser F., Katzir A. Properties of silver halide core-clad fibers and the use of fiber bundle for thermal imaging // Fiber and Integrated Optics. 1991. V. 10. P. 275–290.
13. Korsakov A., Zhukova L., Korsakova E., Zharikov E. Structure modeling and growing AgClxBr1–x, Ag1–xTlxBr1–xIx, and Ag1–xTlxClyIzBr1–y–z crystals for infrared fiber optics // J. Crystal Growth. 2014. V. 386. Р. 94–99.
14. Zhukova L.V., Primerov N.V., Korsakov A.S., Chazov A.I. AgClxBr1–x and AgClxBryI1–x–y crystals for IR engineering and optical fiber cables // Inorganic Materials. 2008. V. 44. P. 1372–1377.
15. Korsakov A.S., Zhukova L.V., Korsakova E.A., Zhukov V.V., Korsakov V.S. Thermodynamic research of the crystals of AgBr-TlI system and obtaining of infrared light conductors with nanocrystallic structure, based on these crystals // Tsvetnye Metally. 2013. V. 4. P. 62–66.
16. Korsakov A.S., Zhukova L.V., Korsakov V.S., Vrublevsky D.S., Salimgareev D.D. Research of phase equilibriums and modelling of structure of AgBr-TlBr0.46I0.54 system // Tsvetnye Metally. 2014. V. 8. P. 50–54.

17. Zhukova L.V., Lvov A.E., Korsakov A.S., Salimgareev D.D., Korsakov V.S. Domestic developments of IR optical materials based on solid solutions of silver halogenides and monovalent thallium // Opt. Spectr. 2018. V. 125. P. 933–943.
18. Корсаков А.С. Структура фотонно-кристаллических световодов на базе модифицированных галогенидсеребряных кристаллов и исследование их функциональных свойств // Докт. дис. Екатеринбург: ГОИ им. С.И. Вавилова, 2018. 446 с.
19. Корсаков В.С. Синтез кристаллов системы AgBr-Tll: структура, свойства, применение // Канд. дис. Екатеринбург: УрФУ им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, 2018. 172 с.
20. Korsakov A.S., Vrublevsky D.S., Lvov A.E., Zhukova L.V. Refractive index dispersion of AgCl1–xBrx (0 ≤ x ≤ 1) and Ag1–xTlxBr1–xIx (0 ≤ x ≤ 0.05) // Opt. Mater. 2017. V. 64. P. 40–46.
21. Artyushenko V., Wojciechowski C., Ingram J., Kononenko V., Lobachev V., Sakharova T., Ludczak J., Grzebieniak A., Wojciechowski Z. Specialty fibers for broad spectra of wavelength and power // Proc. SPIE: Optical Fibers. Technology. 2005. V. 5951. P. 595103.
22. Жукова Л.В., Корсаков А.С., Врублевский Д.С. Материалы микро- и оптоэлектроники. Кристаллы и световоды. М.: изд. Юрайт, 2018. 279 с.
23. Кацуяма Т., Мацумура Х. Инфракрасные волоконные световоды. М.: Мир, 1992. 272 с.
24. Korsakov A., Vrublevsky D., Korsakov V., Zhukova L. Investigating the optical properties of polycrystalline AgCl1–xBrx (0 ≤ x ≤ 1) and Ag0.95Tl0.05Br0.95I0.05 for IR engineering // Appl. Opt. 2015. V. 54. № 26. P. 8004–8009.
25. Korsakov A., Salimgareev D., Lvov A., Zhukova L. IR spectroscopic determination of the refractive index of Ag1–xTlxBr1–0.54xI0.54x (0 ≤ x ≤ 0.05) crystals // Opt. and Laser Technol. 2017. V. 93. P. 18–23.
26. Korsakova E., Lvov A., Salimgareev D., Korsakov A., Markham S., Mani A., Silien S., Syed T.A.M., Zhukova L. Stability of MIR transmittance of silver and thallium halide optical fibers in ionizating β- and γ-radiation from nuclear reactors // Infrared Phys. and Technol. 2018. V. 93. P. 171–177.
27. Salimgareev D.D., Lvov A.E., Korsakova E.A., Korsakov A.S., Zhukova L.V. Optical fibers based on modified silver halide crystals for nuclear power // ASRTU Conf. Alternative Energy: Materials, Technologies, and Devices. 2018. V. 2018. P. 217–222.
28. Tofail S.A.M., Aladin M., Bauer J., Christophe S. In situ, real-time infrared (IR) imaging for metrology in advanced manufacturing // Advanced Eng. Mater. 2018. V. 20. P. 1800061.
29. Korsakova E.A., Korsakov A.S., Korsakov V.S., Zhukova L.V. IR thermographic system supplied with an ordered fiber bundle for investigation of power engineering equipment and units // ASRTU Conf. Alternative Energy: Materials, Technologies, and Devices. 2018. V. 2018. P. 209–216.
30. Dayan A., Goren A., Gannot I. Theoretical and experimental investigation of the thermal effects within body cavities during transendoscopical CO2 laser-based surgery // Lasers in Surgery and Medicine. 2004. V. 35. P. 18–27.
31. Korsakova E.A., Zhukova L.V., Korsakov A.S., Shmygalev A.S., Korsakov M.S. Thermal imaging by means of IR-fiber bundle for medical applications // 18th Intern. Conf. Laser Opt. 2018. St. Petersburg, Russia. 2018. P. 529.
32. Kennedy D.A., Lee T., Seely D. A comparative review of thermography as a breast cancer screening technique // Integr. Cancer .Ther. 2009. V. 8. № 1. P. 9–16.