en
Назад
DOI: 10.17586/1023-5086-2026-93-01-87-94
УДК: 538.971
Образование, рост и динамика фазы травителя на заготовках при производстве линзованного оптического волокна
Корнилин Д.А., Демин В.А., Пономарев Р.С., Шешуков Д.В., Осовецкий Б.М. Образование, рост и динамика фазы травителя на заготовках при производстве линзованного оптического волокна // Оптический журнал. 2026. Т. 93. № 1. С. 87–94. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-01-87-94
Kornilin D.A., Demin V.A., Ponomarev R.S., Sheshukov D.V., Osovetskiy B.M. Formation, growth and dynamics of the etchant phase on preforms during production of lensed optical fiber [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2026. V. 93. № 1. P. 87–94. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-01-87-94
Предмет исследования — каплеобразование травителя на поверхности кварцевого оптического волокна. Цель работы — экспериментальное определение влияния капель травителя, образующихся на поверхности кварцевого волокна в воздухе и в объеме буферного слоя, на характеристики оболочки оптического волокна, а также определение химического состава капель жидкости методом рамановской спектроскопии. Методы. В качестве основных применялись методы прямой видеофиксации процесса травления и рамановская спектроскопия для определения химического состава капель. Изучена динамика каплеобразования и топология поверхности рабочего конуса оптического волокна в зависимости от управляющих факторов технологического процесса. основные результаты. продемонстрирован сложный характер образования и движения капель вдоль оптического волокна во время травления с учетом толщины буферного слоя и условий нагрева системы. Получены новые данные, свидетельствующие о значительном влиянии капель травителя на оболочку оптического волокна не только в воздушной среде, но и в объеме буферного слоя. Проведен спектральный анализ химического состава капель травителя и описана конечная форма заготовок в зависимости от управляющих параметров системы. По результатам исследования планируется получить данные об оптимальной толщине буферного слоя для получения линзованного оптического волокна требуемой формы. Практическая значимость обусловлена нахождением оптимальных условий химического травления оптического волокна, внедрение которых позволит ускорить процесс и даст возможность получать на выходе более качественные заготовки.
линзованное оптическое волокно, буферный слой, химическое травление, рамановская спектроскопия, плавиковая кислота
Благодарность:работа выполнена за счет средств гранта Российского научного фонда № 24-91-21001.
Коды OCIS: 060.2280, 060.2290
Список источников:1. Плеханов А.И., Шелковников В.В. Оптические волокна с концевыми фотополимерными микролинзами // Российские нанотехнологии. 2006. Т. 1. № 1–2. С. 240–244.
Plekhanov A.I., Shelkovnikov V.V. Optical fiber with end-capped photopolymer microlenses // Russian nanotechnologies. 2006. V. 1. № 1–2. P. 240–244.
2. Кучмижак А.А., Гурбатов С.О., Витрик О.Б. и др. Технология создания волоконных микроаксиконов для фокусировки лазерного излучения и генерации Бесселевых пучков // Вестник ДВО РАН. 2014. Т. 6. С. 123–131.
Kuchmizhak A.A., Gurbatov S.O., Vitrik O.B., et al. Technology for fabrication of fiber microaxicons for laser focusing and generation of Bessel beams [in Russian] // Vestnik of the Far East Branch of the Russian Academy of Sciences. 2014. V. 6. P. 123–131.
3. Grattan K.T.V., Sun T. Fiber optic sensor technology: An overview // Sens. Actuators A Phys. 2000. V. 82. № 1. P. 40–61. https://doi.org/10.1016/S0924-4247(99)00368-4
4. Udd E. Overview of fiber optic sensors / in Fiber Optic Sensors. CRC Press, 2017. 34 p.
5. Липницкая С.Н., Романов А.Е, Бугров В.Е. и др. Расчет и оптимизация оптической системы ввода излучения в одномодовое оптическое волокно // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 5. С. 17–22. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-05-17-22
Lipnitskaya S.N., Romanov A.E, Bugrov V.E., et al. Calculation and optimization of an optical system for radiation coupling into a single-mode optical fiber // J. Opt. Technol. 2019. V. 86. № 5. P. 273–277. https://doi.org/10.1364/JOT.86.000273
6. Yuan Y., Wang L., Ding L., et al. Theory, experiment, and application of optical fiber etching // Appl. Opt. 2012. V. 51. № 24. P. 5845–5849. https://doi.org/10.1364/AO.51.005845
7. Mononobe S., Ohtsu M. Fabrication of a pencil-shaped fiber probe for near-field optics by selective chemical etching // J. Lightwave Technol. 1996. V. 14. № 10. P. 2231–2235. https://doi.org/10.1109/50.541212
8. Васильев М. Г., Васильев А. М., Голованов В.В. и др. Метод ступенчатого травления оптического волокна // Журнал неорганической химии. 2016. Т. 61. № 9. С. 1218–1220.
Vasilev M. G., Vasilev A. M., Golovanov V.V., et al. Optical fiber step etching method [in Russian] // Russian J. Inorganic Chem. 2016. V. 61. № 9. P. 1218–1220.
9. Eisenstein G., Vitello D. Chemically etched conical microlenses for coupling single mode lasers into single mode fibers // Appl. Opt. 1982. P. 3470–3474. https://doi.org/10.1364/AO.21.003470
10. Minh P.N., Ono T., Haga Y., et al. Bach fabrication of microlens at the end of optical fiber using self-photolithgraphy and etching techniques // Opt. Rev. 2003. V. 10. № 3. P. 150–154. https://doi.org/10.1007/s10043-003-0150-4
11. Koshelev A., Calafiore G., Piña-Hernandez C., et al. High refractive index Fresnel lens on a fiber fabricated by nanoimprint lithography for immersion applications // Opt. Lett. 2016. V. 41. № 15. P. 3423–3426. https://doi.org/10.1364/OL.41.003423
12. Asadollahbaik A., Thiele S., Weber K., et al. Highly efficient dual-fiber optical trapping with 3D printed diffractive Fresnel lenses // ACS Photonics. 2020. V. 7. № 1. P. 88–97. https://doi.org/10.1021/acsphotonics.9b01024
13. Blachowicz T., Ehrmann G., Ehrmann A. Optical elements from 3D printed polymers // e-Polymers. 2021. V. 21. № 1. P. 549–565. https://doi.org/10.1515/epoly-2021-0061
14. Presby H.M., Edwards C.A. Near 100% efficient fiber microlenses // Electron. Lett. 1992. V. 28. № 6. P. 582–584. https://doi.org/10.1049/el:19920367
15. Корнилин Д.А., Пономарев Р.С., Демин В.А. Экспериментальное исследование влияния толщины буферного слоя на форму заготовок для линзованных оптических волокон // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2024. Т. 21. № 3. С. 396–403.
Kornilin D.A., Ponomarev R.S, Demin V.A. Experimental investigation of the effect of buffer layer thickness on the shape of lensed optical fibers [in Russian] // Basic Problems of Material Science (BPMS). 2024. V. 21. № 3. P. 396–403.
16. Корнилин Д.А., Пономарев Р.С., Демин В.А. Физико-химические особенности процесса травления оптического волокна с буферным слоем ксилола // Вестник Пермского университета. Физика. 2025. № 1. С. 5–10.
Kornilin D.A., Ponomarev R.S., Demin V.A. Physical and chemical characteristics of the etching of optical fiber with a xylene buffer layer [in Russian] // Bulletin of Perm University. Physics. 2025. № 1. P. 5–10.