RU2682603C1 - Infrared light guide with large diameter of mode field - Google Patents
Infrared light guide with large diameter of mode field Download PDFInfo
- Publication number
- RU2682603C1 RU2682603C1 RU2018111885A RU2018111885A RU2682603C1 RU 2682603 C1 RU2682603 C1 RU 2682603C1 RU 2018111885 A RU2018111885 A RU 2018111885A RU 2018111885 A RU2018111885 A RU 2018111885A RU 2682603 C1 RU2682603 C1 RU 2682603C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- diameter
- core
- shell
- rods
- silver bromide
- Prior art date
Links
- ADZWSOLPGZMUMY-UHFFFAOYSA-M silver bromide Chemical compound [Ag]Br ADZWSOLPGZMUMY-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 16
- CMJCEVKJYRZMIA-UHFFFAOYSA-M thallium(i) iodide Chemical compound [Tl]I CMJCEVKJYRZMIA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 16
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 abstract description 36
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 18
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 abstract description 6
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 6
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 3
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 2-azaniumyl-2-(4-fluorophenyl)acetate Chemical compound OC(=O)C(N)C1=CC=C(F)C=C1 JKFYKCYQEWQPTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021612 Silver iodide Inorganic materials 0.000 description 2
- ZEUDGVUWMXAXEF-UHFFFAOYSA-L bromo(chloro)silver Chemical compound Cl[Ag]Br ZEUDGVUWMXAXEF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 229940045105 silver iodide Drugs 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- PGAPATLGJSQQBU-UHFFFAOYSA-M thallium(i) bromide Chemical compound [Tl]Br PGAPATLGJSQQBU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 206010034972 Photosensitivity reaction Diseases 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008260 defense mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 230000036211 photosensitivity Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/102—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type for infrared and ultraviolet radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к радиационностойким фотонно-кристаллическим световодам для длины волны 10,0 мкм, в которых одномодовый режим работы соблюдается за счет влияния двух механизмов: фотонных запрещенных зон (ФЗЗ) и полного внутреннего отражения (ПВО).The invention relates to radiation-resistant photonic crystal fibers for a wavelength of 10.0 μm, in which a single-mode mode of operation is observed due to the influence of two mechanisms: photonic band gaps (FZZ) and total internal reflection (PVO).
Инфракрасные (ИК) телескопы, помещенные в космические корабли и оснащенные ИК-световодами с большим диаметром поля моды на основе радиационно-стойких кристаллов системы AgBr-TlI, позволяют выделить частоту отдельного космического объекта из широкого диапазона принимаемых длин волн (телескоп «Спитцер» от 3,0 до 180,0 мкм) и обеспечат быструю идентификацию экзопланет на длине волны 10,0 мкм.Infrared (IR) telescopes placed in spacecraft and equipped with infrared optical fibers with a large mode field diameter based on radiation-resistant crystals of the AgBr-TlI system make it possible to isolate the frequency of an individual space object from a wide range of received wavelengths (Spitzer telescope from 3 , 0 to 180.0 μm) and will provide quick identification of exoplanets at a wavelength of 10.0 μm.
Известен одномодовый двухслойный кристаллический инфракрасный световод [Патент РФ №2504806 от 20.01.2014 / Корсаков А.С., Жукова Л.В., Кортов С.В., Врублевский Д.С.], включающий сердцевину диаметром 10,0-250,0 мкм и оболочку диаметром 0,6-1,1 мкм, изготовленных из кристаллов на основе бромида серебра, содержащего твердый раствор бромид-иодида одновалентного таллия (TlBr0.46I0.54).Known single-mode two-layer crystalline infrared fiber [RF Patent No. 2504806 from 01.20.2014 / Korsakov A.S., Zhukova L.V., Kortov S.V., Vrublevsky D.S.], including a core with a diameter of 10.0-250, 0 μm and a shell with a diameter of 0.6-1.1 μm made of crystals based on silver bromide containing a solid solution of monovalent thallium bromide iodide (TlBr 0.46 I 0.54 ).
Методом экструзии изготовлен двухслойный ИК-световод с сердцевиной диаметром 100 мкм (пример 2 в патенте) для работы на длине волны 10,6 мкм состава, в мас. %: бромид серебра 80,0; твердый раствор TlBr0.46I0.54 20,0. Оболочка диаметром 0,9 мм имеет состав, в мас. %: бромид серебра 80,5; твердый раствор TlBr0.46I0.54 19,5.An extrusion method was used to fabricate a two-layer IR fiber with a core with a diameter of 100 μm (example 2 in the patent) for operation at a wavelength of 10.6 μm of the composition, in wt. %: silver bromide 80.0; solid solution TlBr 0.46 I 0.54 20.0. The shell with a diameter of 0.9 mm has a composition, in wt. %: silver bromide 80.5; solid solution TlBr 0.46 I 0.54 19.5.
Недостатком данного световода является его структура, т.е. наличие сердцевины и оболочки, не содержащей стержней. При этом распространение ИК-излучения в таком одномодовом световоде осуществляется только за счет механизма ПВО. Такой механизм не позволяет получить диаметр поля моды более 100,0 мкм на длине волны 10,0 мкм. Кроме того, для одномодового световода в оболочке диаметром от 0,9 до 1,1 мм снижается величина радиуса изгиба, а также увеличивается его вес.The disadvantage of this fiber is its structure, i.e. the presence of a core and a shell not containing rods. In this case, the propagation of infrared radiation in such a single-mode fiber is carried out only due to the air defense mechanism. Such a mechanism does not allow to obtain a mode field diameter of more than 100.0 μm at a wavelength of 10.0 μm. In addition, for a single-mode fiber in a cladding with a diameter from 0.9 to 1.1 mm, the value of the bending radius decreases and its weight also increases.
Известен инфракрасный световодов с большим диаметром поля моды [Патент РФ №2506615 от 10.02.2014 / Корсаков А.С., Жукова Л.В., Жуков В.В., Врублевский Д.С.], включающий сердцевину и оболочку, которая состоит из стержней диаметром 42,0-48,0 мкм, расположенных в гексагональном порядке на расстоянии 70,0-80,0 мкм между их центрами. Сердцевина, оболочка и стержни изготовлены из кристаллов различного состава на основе бромида серебра, содержащего твердый раствор бромид-иодида одновалентного таллия (TlBr0.46I0.54).Known infrared optical fibers with a large diameter field of fashion [RF Patent No. 2506615 from 02.10.2014 / Korsakov AS, Zhukova LV, Zhukov VV, Vrublevsky DS], including the core and the sheath, which consists from rods with a diameter of 42.0-48.0 microns, located in hexagonal order at a distance of 70.0-80.0 microns between their centers. The core, shell and rods are made of crystals of various compositions based on silver bromide containing a solid solution of monovalent thallium bromide iodide (TlBr 0.46 I 0.54 ).
Такая структура, а именно отсутствие центрального стержня в сердцевине, расположение в гексагональном порядке шесть стержней в оболочке и химический состав сердцевины, оболочки и стержней, т.е. значения показателей преломления, не позволяют получить одномодовый ИК-световод с диаметром поля моды до 180,0 мкм.Such a structure, namely the absence of a central rod in the core, the hexagonal arrangement of six rods in the shell and the chemical composition of the core, shell and rods, i.e. values of refractive indices do not allow obtaining a single-mode infrared optical fiber with a mode field diameter of up to 180.0 μm.
Наиболее близкое техническое решение в качестве прототипа является инфракрасный световод в большим диаметром поля моды [Патент РФ №2634492 от 31.10.2017 / Корсаков А.С., Врублевский Д.С., Жукова Л.В., Корсаков B.C., Жуков В.В.], содержащий сердцевину и оболочку, состоящую из стержней, расположенных в гексагональном порядке. При этом сердцевина диаметром 92,5-97,5 мкм содержит центральный стержень диаметром 10,6-11,7 мкм, оболочка выполнена диаметром 0,3-0,5 мм, а стержни в оболочке того же диаметра, что и центральный стержень, расположены на расстоянии 52,7-58,3 мкм между их центрами. Центральный стержень, сердцевина и оболочка, а также стержни в оболочке выполнены из кристаллов твердых растворов хлорид-бромида серебра, но различного состава. Световод предназначен для работы на длине волны 10,6 мкм медицинских CO2 лазеров.The closest technical solution as a prototype is an infrared optical fiber in a large diameter field of the mode [RF Patent No. 2634492 from 10.31.2017 / Korsakov A.S., Vrublevsky D.S., Zhukova L.V., Korsakov VS, Zhukov V.V. .] containing a core and a shell consisting of rods arranged in hexagonal order. In this case, the core with a diameter of 92.5-97.5 μm contains a central rod with a diameter of 10.6-11.7 μm, the shell is made with a diameter of 0.3-0.5 mm, and the rods in the shell are of the same diameter as the central rod, located at a distance of 52.7-58.3 microns between their centers. The central rod, core and shell, as well as the rods in the shell are made of crystals of silver chloride-bromide solid solutions, but of different composition. The optical fiber is designed to operate at a wavelength of 10.6 μm medical CO 2 lasers.
Недостатком световодов является фоточувствительность и тем более неустойчивость к радиационному излучению. Кроме того, структура, размеры и расположение стержней в гексагональном порядке в оболочке, и состав также не позволяют получать одномодовые ИК световоды с диаметром поля моды до 172,0-188,0 мкм для работы в космических условиях на длине волны 10,0 мкм.A disadvantage of optical fibers is photosensitivity and, moreover, instability to radiation. In addition, the structure, dimensions and arrangement of the rods in a hexagonal order in the cladding and composition also do not allow obtaining single-mode infrared optical fibers with a mode field diameter of up to 172.0-188.0 μm for operation in space conditions at a wavelength of 10.0 μm.
Существует проблема получения радиационностойкого одномодового ИК световода с диаметром сердцевины до 188,0 мкм для работы в космических условиях в качестве модового фильтра пространственных частот на длине волны 10,0 мкм с целью обнаружения экзопланет.There is a problem of obtaining a radiation-resistant single-mode IR fiber with a core diameter of up to 188.0 μm for operation in space conditions as a mode filter of spatial frequencies at a wavelength of 10.0 μm in order to detect exoplanets.
Проблема решается за счет того, что инфракрасный световод с большим диаметром поля моды, включающий сердцевину с центральным стержнем, оболочку, состоящую из стержней того же диаметра, отличающейся тем, что сердцевина диаметром 172,0-188,0 мкм, центральный стержень диаметром 13,0-19,0 мкм и восемь стрежней того же диаметра, расположенные в октагональном порядке в оболочке диаметром 0,24-0,26 мм на расстоянии 67,0-69,0 мкм между их центрами, при этом центральный стержней выполнен из кристаллов твердых растворов бромида серебра-иодида одновалентного таллия при следующем соотношении компонентов, мас. %The problem is solved due to the fact that an infrared fiber with a large diameter of the mode field, including a core with a central rod, a sheath consisting of rods of the same diameter, characterized in that the core with a diameter of 172.0-188.0 μm, a central rod with a diameter of 13, 0-19.0 μm and eight rods of the same diameter, located in octagonal order in a shell with a diameter of 0.24-0.26 mm at a distance of 67.0-69.0 μm between their centers, while the central rods are made of solid crystals solutions of silver-iodide monovalent thallium in the following ratio, wt. %
бромид серебра 79,6-80,4;silver bromide 79.6-80.4;
иодид одновалентного таллия 20,4-19,6,monovalent thallium iodide 20.4-19.6,
сердцевина и оболочка выполнены из кристаллов твердых растворов при следующем соотношении компонентов, мас. %:the core and shell are made of crystals of solid solutions in the following ratio of components, wt. %:
бромид серебра 81,6-82,5;silver bromide 81.6-82.5;
иодид одновалентного таллия 18,4-17,5,monovalent thallium iodide 18.4-17.5,
стержни в оболочке имеют состав при следующем соотношении компонентов, мас. %:the rods in the shell have a composition in the following ratio of components, wt. %:
бромид серебра 83,6-84,5;silver bromide 83.6-84.5;
иодид одновалентного таллия 16,4-15,5.monovalent thallium iodide 16.4-15.5.
Разработана волоконная структура одномодового ИК-световода с диаметром сердцевины от 172,0 до 188,0 мкм для работы в космических условиях на длине волны 10,0 мкм. ИК-световод изготовлен методом экструзии на основе фото- и радиационностойких кристаллов системы AgBr-TlI. В сердцевине ИК-световодов распространяется одна фундаментальная мода низшего порядка, ограниченная запрещенной зоной, какой является оболочка, где электромагнитное излучение не распространяется (см. фиг. 1). На фиг. 1 представлена схема ИК-световода с большим диаметром поля моды MFD=180,0±8,0 мкм, центральный стержень и восемь стержней в оболочке имеют диаметр d=16,0±3,0 мкм, стержни в оболочке диаметром (D)=0,24-0,26 мм расположены в октагональном порядке на расстоянии Δ=68,0±1,0 мкм между их центрами.The fiber structure of a single-mode IR fiber with a core diameter of 172.0 to 188.0 μm for operation in space conditions at a wavelength of 10.0 μm has been developed. The infrared fiber is made by extrusion based on photo- and radiation-resistant crystals of the AgBr-TlI system. In the core of the IR fibers, one fundamental lower-order mode propagates, bounded by a band gap, such as a cladding, where electromagnetic radiation does not propagate (see Fig. 1). In FIG. Figure 1 shows a diagram of an IR fiber with a large mode field diameter MFD = 180.0 ± 8.0 μm, the central rod and eight rods in the cladding have a diameter of d = 16.0 ± 3.0 microns, rods in the cladding with a diameter of (D) = 0.24-0.26 mm are located in octagonal order at a distance Δ = 68.0 ± 1.0 μm between their centers.
Применение новых фотонно-кристаллических ИК-световодов в космических условиях обусловлено их стойкостью к радиационному воздействию и высокими прочностными характеристиками по сравнению с одномодовыми световодами в прототипе на основе хлорид-бромида серебра.The use of new photonic crystalline IR optical fibers in space conditions is due to their resistance to radiation exposure and high strength characteristics compared to single-mode optical fibers in the prototype based on silver chloride-bromide.
Благодаря совокупности отличительных признаков, а именно сложной структуры ИК-световода, имеющего в сердцевине центральный дефект - стержень с 
ИК-световоды изготавливают методом экструзии (см. примеры) из кристаллов, содержащих иодид одновалетного таллия, наличие которого обеспечивает радиационную стойкость к ионизирующему (гамма) излучению до 500 кГр (килогрей) и более.IR optical fibers are made by extrusion (see examples) from crystals containing single-thallium iodide thallium, the presence of which provides radiation resistance to ionizing (gamma) radiation up to 500 kGy (kilogray) or more.
Пример 1.Example 1
Из кристаллов на основе твердых растворов бромид серебра - иодид одновалентного таллия изготовлен световод методом экструзии с диаметром сердцевины 172,0 мкм, в которую помещен центральный стержень диаметром 13,0 мкм. Состав сердцевины и оболочки в мас. %:From crystals based on solid solutions of silver bromide - monovalent thallium iodide, a fiber is made by extrusion with a core diameter of 172.0 μm, in which a central rod with a diameter of 13.0 μm is placed. The composition of the core and shell in wt. %:
хлорид серебра 81,6;silver chloride 81.6;
иодид одновалентного таллия 18,4.monovalent thallium iodide 18.4.
Состав центрального стержня в мас. %:The composition of the Central rod in wt. %:
хлорид серебра 79,6;silver chloride 79.6;
иодид одновалентного таллия 20,4.monovalent thallium iodide 20.4.
В оболочку световода диаметром 0,24 мм помещены в октагональном порядке восемь стержней диаметром 13,0 мкм на расстоянии 67,0 мкм между их центрами, имеющие состав в мас. %:Eight rods with a diameter of 13.0 μm were placed in the cladding of a fiber with a diameter of 0.24 mm in an octagonal order at a distance of 67.0 μm between their centers, having a composition in wt. %:
хлорид серебра 83,6;silver chloride 83.6;
иодид одновалентного таллия 16,4.monovalent thallium iodide 16.4.
При гамма облучении ИК-световода дозой 600 кГр оптико-механические свойства не изменяются. Проведена съемка выходящего излучения из торца световода в дальнем поле. В качестве источника излучения использован перестраиваемый СО2 лазер на длине волны 10,0 мкм. Излучение имеет вид гауссовской функции. Оно распространяется под углом 8,1° при числовой апертуре NA=0,141, что указывает на существование одной фундаментальной моды низшего порядка, т.е. подтверждается одномодовый режим работы ИК-световода.With gamma irradiation of an IR fiber with a dose of 600 kGy, the optical and mechanical properties do not change. A survey of the outgoing radiation from the end of the fiber in the far field was carried out. A tunable CO 2 laser at a wavelength of 10.0 μm was used as a radiation source. Radiation has the form of a Gaussian function. It propagates at an angle of 8.1 ° with a numerical aperture NA = 0.141, which indicates the existence of a single fundamental mode of a lower order, i.e. The single-mode operation of the infrared fiber is confirmed.
Пример 2.Example 2
Методом экструзии получен радиационностойкий световод (доза облучения 550 кГр). Диаметр сердцевины световода 180,0 мкм, в которой расположен стержень диаметром 16,0 мкм. В оболочке диаметром 0,25 мм расположены в октагональном порядке 8 стержней диаметром 16,0 мкм на расстоянии между их центрами 68,0 мкм.An extrusion method was used to obtain a radiation resistant fiber (irradiation dose of 550 kGy). The diameter of the core of the fiber is 180.0 μm, in which a rod with a diameter of 16.0 μm is located. In the shell with a diameter of 0.25 mm are located in
Как в примере 1 провели съемку световода в дальнем поле. Угол распространения ИК излучения составил 8,4° при NA=0,145, что подтверждает одномодовый режим работы ИК-световода и позволяет выделить частоту космического объекта (экзопланеты) на длине волны 10,0 мкм.As in example 1, we shot a fiber in the far field. The propagation angle of infrared radiation was 8.4 ° at NA = 0.145, which confirms the single-mode operation of the infrared fiber and allows you to select the frequency of a space object (exoplanet) at a wavelength of 10.0 μm.
Пример 3.Example 3
Изготовлен методом экструзии ИК-световод с сердцевиной диаметром 188,0 мкм, в которую помещен центральный стержень диаметром 19,0 мкм. Оболочка световода диаметром 0,26 мм состоит из восьми стрежней того же диаметра, что и центральный стержень, расположенных в октагональном порядке на расстоянии 69,0 мкм между их центрами.An infrared fiber with a core with a diameter of 188.0 μm, in which a central rod with a diameter of 19.0 μm was placed, was manufactured by extrusion. The fiber cladding with a diameter of 0.26 mm consists of eight rods of the same diameter as the central rod, located in octagonal order at a distance of 69.0 μm between their centers.
При гамма облучении ИК-световода дозой 500 кГр оптико-механические свойства не изменяются. Проведена съемка выходящего излучения из торца световода под углом 8,8° и NA=0,154. Излучение имеет гауссовскую функцию распределения излучения. Световод такой структуры является одномодовым в пределах фундаментальной запрещенной зоны.With gamma irradiation of an infrared fiber with a dose of 500 kGy, the optical and mechanical properties do not change. The output radiation was shot from the end of the fiber at an angle of 8.8 ° and NA = 0.154. Radiation has a Gaussian radiation distribution function. A fiber of this structure is single-mode within the fundamental forbidden zone.
При изготовлении ИК-световода, имеющего состав сердцевины и оболочки менее 81,6 мас. % или более 82,5 мас. % бромида серебра в твердом растворе бромид серебра-иодид одновалентного таллия при диаметре сердцевины менее 172,0 мкм или более 188,0 мкм, а также при изготовлении центрального стержня и восьми стержней в оболочке диаметром менее 13,0 мкм или более 19,0 мкм и на расстоянии между центрами стержней в оболочке менее 67,0 мкм или более 69,0 мкм при составе центрального стержня менее 79,6 мас. % или более 80,4 мас. % бромида серебра в твердом растворе бромид серебра-иодид одновалентного таллия и составе стержней в оболочке менее 83,6 мас. % и более 84,5 мас. % бромида серебра в твердом растворе, не удается получить одномодовый режим работы ИК-световода на длине волны 10,0 мкм. Кроме того, диаметр оболочки не должен быть менее 0,24 мм и более 0,26 мм.In the manufacture of an infrared fiber having a core and cladding composition of less than 81.6 wt. % or more than 82.5 wt. % silver bromide in a solid solution of silver-iodide monovalent thallium with a core diameter of less than 172.0 μm or more than 188.0 μm, as well as in the manufacture of a central rod and eight rods in a shell with a diameter of less than 13.0 μm or more than 19.0 μm and at a distance between the centers of the rods in the shell of less than 67.0 μm or more than 69.0 μm with the composition of the central rod less than 79.6 wt. % or more than 80.4 wt. % silver bromide in a solid solution of silver bromide-monovalent thallium iodide and the composition of the rods in the shell is less than 83.6 wt. % and more than 84.5 wt. % silver bromide in a solid solution, it is not possible to obtain a single-mode mode of operation of an infrared fiber at a wavelength of 10.0 μm. In addition, the diameter of the shell should not be less than 0.24 mm and more than 0.26 mm
Технический результатTechnical result
Схема структуры световода и распределение z-компоненты светового вектора представлены на фиг. 1 Основная часть плотности светового потока S в сердцевине удовлетворяет условию 
В центре сердцевины расположен стержень состава с большим показателем преломления, чем сердцевина, оболочка и восемь стержней в оболочке. За счет этого вклад в поддержание моды дает не только механизм фотонных запрещенных зон, но и механизм полного внутреннего отражения.At the center of the core is a core of the composition with a higher refractive index than the core, shell, and eight rods in the shell. Due to this, the contribution to maintaining the mode is made not only by the mechanism of photonic band gaps, but also by the mechanism of total internal reflection.
Увеличение диаметра поля моды ИК-световода повышает обнаружительную способность телескопа «Спитцер» по поиску экзо планет (подобных Земле) на длине волны 10,0 мкм. ИК-световод работает в качестве модового фильтра пространственных частот. Одномодовость ИК-световода подтверждается гауссовским распределением интенсивности выходящего излучения.An increase in the diameter of the mode field of the IR fiber increases the detecting ability of the Spitzer telescope in searching for exoplanets (similar to the Earth) at a wavelength of 10.0 μm. The IR waveguide works as a modal spatial frequency filter. The single-mode infrared fiber is confirmed by a Gaussian distribution of the intensity of the output radiation.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018111885A RU2682603C1 (en) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | Infrared light guide with large diameter of mode field |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018111885A RU2682603C1 (en) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | Infrared light guide with large diameter of mode field |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2682603C1 true RU2682603C1 (en) | 2019-03-19 |
Family
ID=65806086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018111885A RU2682603C1 (en) | 2018-04-02 | 2018-04-02 | Infrared light guide with large diameter of mode field |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2682603C1 (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4253731A (en) * | 1979-04-09 | 1981-03-03 | Honeywell Inc. | Infrared fiber of AgCl clad AgBr and method of fabrication |
| US4583821A (en) * | 1981-11-09 | 1986-04-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Infrared fibers |
| RU2340920C1 (en) * | 2007-08-23 | 2008-12-10 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" | Single-mode bi-layered crystalline infrared light waveguide |
| RU2413257C2 (en) * | 2009-02-24 | 2011-02-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Single-mode double-layer crystalline infrared optical waveguide |
-
2018
- 2018-04-02 RU RU2018111885A patent/RU2682603C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4253731A (en) * | 1979-04-09 | 1981-03-03 | Honeywell Inc. | Infrared fiber of AgCl clad AgBr and method of fabrication |
| US4583821A (en) * | 1981-11-09 | 1986-04-22 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Infrared fibers |
| RU2340920C1 (en) * | 2007-08-23 | 2008-12-10 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский государственный технический университет-УПИ" | Single-mode bi-layered crystalline infrared light waveguide |
| RU2413257C2 (en) * | 2009-02-24 | 2011-02-27 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Single-mode double-layer crystalline infrared optical waveguide |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220011502A1 (en) | Hollow-core optical fibers | |
| KR102489690B1 (en) | Microstructured fiber and supercontinuum light source | |
| Digaum et al. | Tight control of light beams in photonic crystals with spatially-variant lattice orientation | |
| US8031989B2 (en) | Radiological and nuclear optical sensor | |
| KR20010052659A (en) | A photonic band gap fibre | |
| Wu et al. | Reducing the size of hollow terahertz waveguides | |
| Lu et al. | Investigation of flexible low-loss hollow-core fibres with tube-lattice cladding for terahertz radiation | |
| ES2834130T3 (en) | Microstructured optical fiber with selectively enlarged spaces of lower refractive index | |
| RU2682603C1 (en) | Infrared light guide with large diameter of mode field | |
| Lewi et al. | Antiresonant reflecting microstructured optical fibers for the mid-infrared | |
| RU2413257C2 (en) | Single-mode double-layer crystalline infrared optical waveguide | |
| US11867943B2 (en) | Optical fibers, methods of their formation, and methods of their use | |
| Rave et al. | Silver halide photonic crystal fibers for the middle infrared | |
| Shalem et al. | Silver halide single-mode fibers for the middle infrared | |
| Ren et al. | Polarization maintaining air-core bandgap fibers for terahertz wave guiding | |
| Karamifard | Assessment of photonic crystal fibers for dispersion factor of different structure | |
| RU2816746C1 (en) | Double-layer silver halide infrared light guide | |
| RU2506615C1 (en) | Infrared light guide with large mode field diameter | |
| Korsakov et al. | Microstructured single-mode IR fibers based on metal halides with increased mode-field diameter | |
| RU2819347C1 (en) | Method of producing double-layer silver halide infrared light guides | |
| Khalid et al. | Design and simulation of photonic crystal fibers to evaluate dispersion and confinement loss for wavelength division multiplexing systems | |
| Yuzhakova et al. | Photonic Crystal Fiber Modeling with Different Inserts Rings based on Crystal System AgBr-TlI | |
| Abdulhadi et al. | THz waves propagation through photonic crystal fiber | |
| RU2504806C1 (en) | Single-mode double-layer crystalline infrared light-guide | |
| Yuzhakova et al. | Simulation of Infrared Photonic Crystal Fibers for Laser Medicine at a Wavelength of 10.6 µm |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200403 |