УДК: 54.03, 535-15

Кристаллы и световоды для среднего инфракрасного диапазона спектра

Корсаков А.С., Жукова Л.В., Львов А.Е., Салимгареев Д.Д., Корсаков М.С.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Корсаков А.С., Жукова Л.В., Львов А.Е., Салимгареев Д.Д., Корсаков М.С. Кристаллы и световоды для среднего инфракрасного диапазона спектра // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 12. С. 80–86.

Korsakov A.S., Zhukova L.V., Lvov A.E., Salimgareev D.D., Korsakov M.S. Crystals and light guides for the mid-infrared spectral range [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2017. V. 84. № 12. P. 80–86.

Ссылка на англоязычную версию:

A. S. Korsakov, L. V. Zhukova, A. E. L’vov, D. D. Salimgareev, and M. S. Korsakov, "Crystals and light guides for the mid-infrared spectral range," Journal of Optical Technology. 84(12), 858-863 (2017). https://doi.org/10.1364/JOT.84.000858

Аннотация:

Изучены физико-химические свойства кристаллов твёрдых растворов AgClхBr1–х и новых кристаллов AgBrхI1–х, Ag1–хTlхBr1–хIх, Ag1–хTlхBr1–0,54xI0,54х, которые выращивают методом Бриджмена на установках, созданных в Уральском федеральном университете. Составы кристаллов определяли исходя из области существования устойчивых при комнатной температуре твёрдых растворов, при этом использовали диаграммы состояний изученных нами систем AgCl–AgBr, AgBr–AgI, AgBr–TlI, AgBr–(TlBr0,46I0,54). Определены показатели преломления методом Майкельсона и спектроскопическим методом с использованием инфракрасного (ИК) фурье-спектрометра в диапазоне длин волн от 0,632 до 14,0 мкм. Для этой цели сняты спектры пропускания кристаллов и световодов в диапазоне от 0,19 до 41,6 мкм и исследованы их механические свойства. Проведено моделирование фотонной структуры ИК световодов.

Ключевые слова:

ИК кристаллы, фотонно-кристаллические световоды, спектры пропускания, моделирование структуры, показатели преломления

Благодарность:

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобразования РФ в рамках базовой части государственного задания, проект № 4.9514.2017/8.

Коды OCIS: 260.1180, 060.2290, 060.2310

Список источников:

1. Воронкова Е.М., Гречушников Б.Н., Дислер Г.И. Оптические материалы для инфракрасной техники. М.: Наука, 1965. 335 с.
2. Грознецкий В.В., Журавлев В.Д., Китаев Г.А., Жукова Л.В. Уточнение диаграмм состояния системы AgCl–AgBr // Журнал неорганической химии. 1985. Т. 30. C. 1033–1035.
3. Грознецкий В.В., Журавлев В.Д., Китаев Г.А., Жукова Л.В. Термоаналитическое исследование систем AgCl–AgI и AgBr–AgI // Журнал неорганической химии. 1988. Т. 33. № 3. С. 711–713.
4. Корсаков А.С., Жукова Л.В., Корсакова Е.А., Жуков В.В., Корсаков В.С. Термодинамическое исследование кристаллов системы AgBr–TlI и получение ИК световодов нанокристаллической структуры на их основе // Цветные металлы. 2013. № 4. С. 62–66.
5. Корсаков А.С., Жукова Л.В., Корсаков В.С., Врублевский Д.С., Салимгареев Д.Д. Исследование фазовых равновесий и моделирование структуры системы AgBr–TlBr0,46I0,54 // Цветные металлы. 2014. № 8. С. 50–54.
6. Жукова Л.В., Примеров Н.В., Корсаков А.С., Чазов А.И. Кристаллы для ИК техники AgClхBr1–х, AgClхBrуI1–х–у и световоды на их основе // Неорганические материалы. 2008. Т. 44. № 12. С. 1516–1521.
7. Shiryaev V.S., Adam J.L., Zhang X.H., Boussard-Pledel C., Lucas J., Churbanov M.F. Infrared fibers based on Te–As–Se glass system with low optical losses // J. Non-Crystalline Solids. 2004. V. 336. P. 113–119.

8. Bunimovich D., Katzir А. Dielectric properties of silver halide and potassium halide crystals // Applied Optics. 1993. V. 32. P. 2045–2048.
9. Zhukova L.V., Korsakov A.S., Chazov A.I., Vrublevsky D.S., Zhukov V.V. Photonic crystalline IR fibers for the spectral range of 2,0–40,0 μm // Applied Optics. 2012. V. 51. № 13. P. 2414–2418.
10. Жукова Л.В., Чазов А.И., Корсаков А.С., Жуков В.В. Одномодовый двухслойный кристаллический инфракрасный световод // Патент России № 2413257. 2011.
11. Millo A., Lobachinsky L., Katzir A. Single-mode octagonal photonic crystal fibers for the middle infrared // Applied Physics Letters. 2008. V. 92. P. 021112-1–021112-3.
12. Жукова Л.В., Корсаков А.С., Салимгареев Д.Д. Инфракрасные кристаллы. Теория и практика. Екатеринбург: Изд. УМЦ УПИ, 2015. 215 с.
13. Korsakov A.S., Vrublevsky D.S., Korsakov V.S., Zhukova L.V. Investigating the optical properties of polycrystalline AgCl1–xBrx (0 ≤ x ≤ 1) and Ag0,95Tl0,05Br0,95I0,05 for IR engineering // Applied Optics. 2015. V. 54. P. 8004–8009.
14. Rogers J.R., Hopler M.D. Conversion of group refractive index to phase refractive index // Optical Society of America. 1988. A5. P. 1595–1600.
15. Born M., Wolf E. Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light. Oxford: Pergamon Press, 1964. 952 p.
16. Gallagher D.F., Felici T.P. Eigenmode expansion methods for simulation of optical propagation in photonics // Pros. and Cons. Photonics West. San Jose. 2003. P. 4987-10.
17. Felbacq D., Tayeb G., Maystre D. Scattering by a random set of parallel cylinders // Opt. Soc. Am. 1994. A. 11. P. 2526–2538.
18. Okamoto K. Fundamentals of optical waveguides. San Diego: CA Academic, 2000. 584 p.
19. White T.P., Kuhlmey B.T., McPhedran R.C., Maystre D., Renversez G., de Sterke C.M., Botten L.C. Multipole method for microstructured optical fibers. I. Formulation // J. Opt. Soc. Am. 2002. B. 19. Р. 2322–2330.
20. Kuhlmey B.T., White T.P., Renversez G., Maystre D., Botten L.C., de Sterke C.M., McPhedran R.C. Multipole method for microstructured optical fibers. II. Implementation and results. // J. Opt. Soc. Am. 2002. B. 19. Р. 2331–2340.
21. Hochman A., Leviatan Y. Analysis of strictly bound modes in photonic fibers by use of a source-model technique // J. Opt. Soc. Am. A. 2004. V. 21. № 6. P. 1073–1081.
22. Артюшенко В.Г. Поликристаллические световоды для среднего ИК диапазона // Труды ИОФАН. 1988. Т. 15. С. 3–17.
23. Жукова Л.В., Корсаков А.С., Врублевский Д.С. Новые инфракрасные материалы: кристаллы и световоды. Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2014. 280 с.
24. ГОСТ 24452–80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона.