RU2173867C1 - Process of production of fibrous light guides - Google Patents
Process of production of fibrous light guidesInfo
- Publication number
- RU2173867C1 RU2173867C1 RU2000111638/28A RU2000111638A RU2173867C1 RU 2173867 C1 RU2173867 C1 RU 2173867C1 RU 2000111638/28 A RU2000111638/28 A RU 2000111638/28A RU 2000111638 A RU2000111638 A RU 2000111638A RU 2173867 C1 RU2173867 C1 RU 2173867C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal halides
- optical fibers
- production
- fiber optical
- light guides
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 3-azaniumyl-2-hydroxypropanoate Chemical compound NCC(O)C(O)=O BMYNFMYTOJXKLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 20
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims description 15
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 claims description 12
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 claims description 3
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 claims description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 claims description 2
- YMRGCWPRUROBOB-UHFFFAOYSA-M [Br-].I.[Cs+] Chemical compound [Br-].I.[Cs+] YMRGCWPRUROBOB-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- ZEUDGVUWMXAXEF-UHFFFAOYSA-L bromo(chloro)silver Chemical compound Cl[Ag]Br ZEUDGVUWMXAXEF-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- BICAGYDGRXJYGD-UHFFFAOYSA-N hydrobromide;hydrochloride Chemical compound Cl.Br BICAGYDGRXJYGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PGAPATLGJSQQBU-UHFFFAOYSA-M thallium(i) bromide Chemical compound [Tl]Br PGAPATLGJSQQBU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- -1 for instance Substances 0.000 abstract description 9
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 abstract description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000004332 silver Substances 0.000 abstract description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 abstract 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 8
- LYQFWZFBNBDLEO-UHFFFAOYSA-M caesium bromide Chemical compound [Br-].[Cs+] LYQFWZFBNBDLEO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- ADZWSOLPGZMUMY-UHFFFAOYSA-M silver bromide Chemical compound [Ag]Br ADZWSOLPGZMUMY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 229910000039 hydrogen halide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012433 hydrogen halide Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N Hydrogen bromide Chemical compound Br CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 159000000006 cesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000007496 glass forming Methods 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N sodium;9,10-dioxoanthracene-2-sulfonic acid Chemical compound [Na+].C1=CC=C2C(=O)C3=CC(S(=O)(=O)O)=CC=C3C(=O)C2=C1 GGCZERPQGJTIQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 150000003475 thallium Chemical class 0.000 description 1
- GBECUEIQVRDUKB-UHFFFAOYSA-M thallium monochloride Chemical compound [Tl]Cl GBECUEIQVRDUKB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к волоконным световодам как передающей среде для систем передачи информации. The invention relates to optical fibers as a transmission medium for information transmission systems.
Кристаллы на основе галогенидов серебра - AgCl, AgBr и твердые растворы AgClxBr1-x; галогенидов таллия - TlBrxJ1-x (KPC-5) и TIClxBr1-x (КРС-6); галогенидов цезия CsJ, CsBr и твердые растворы CsBrxJ1-x, являются перспективными материалами для инфракрасных световодом (диапазон 0,4-50 мкм) вследствие малых собственных оптических потерь, величина которых и физико-химические свойства зависят в первую очередь от способа их изготовления.Crystals based on silver halides - AgCl, AgBr and solid solutions AgCl x Br 1-x ; thallium halides - TlBr x J 1-x (KPC-5) and TICl x Br 1-x (KRS-6); cesium halides CsJ, CsBr and solid solutions CsBr x J 1-x are promising materials for infrared optical fibers (range 0.4–50 μm) due to low intrinsic optical losses, the magnitude of which and physicochemical properties depend primarily on their manufacture.
Известны способы получения световодов из заготовки AgBr либо твердых растворов AgCl-AgBr, содержащих 98-99% AgBr - сердцевина, оболочка AgCl [Takanashi К., Yoshida N., Yokata M. Optical fibers for transmitting high-Power CO2-laser beam. - Sumitomo Electric thechn. Review, 1984, N 23, p. 203-210] , а также световоды с сердцевиной из заготовки TlBrxJ1-x и оболочки TlBr [Кацуяма Т., Мацамура X. Инфракрасные волоконные световоды. M. 1992, с. 175-179] . Недостатком световодов, полученных таким способом, являются высокие оптические потери, а также рекристаллизация зерен в световоде и последующее их разрушение.Known methods for producing fibers from an AgBr preform or from AgCl-AgBr solid solutions containing 98-99% AgBr — core, AgCl sheath [Takanashi K., Yoshida N., Yokata M. Optical fibers for transmitting high-Power CO 2 -laser beam. - Sumitomo Electric thechn. Review, 1984, N 23, p. 203-210], as well as fibers with a core from a TlBr x J 1-x blank and a TlBr sheath [T. Katsuyama, X. Matsamura. Infrared fiber optic fibers. M. 1992, p. 175-179]. The disadvantage of the optical fibers obtained in this way is the high optical loss, as well as the recrystallization of grains in the optical fiber and their subsequent destruction.
Наиболее близким техническим решением является способ получения заготовки для вытяжки волокна из стеклообразующего окисла SiO2 и легирующих окислов, полученных путем химического осаждения из парогазовой смеси, CVD-процесс [Бутусов М. М. , Галкин С.Л. и др. Волоконная оптика и приборостроение. Ленинград, "Машиностроение". Ленинградское отделение. 1987, с. 291-299]. Но эти световоды предназначены для передачи излучения в ближней ИК области спектра (до ~ 3 мкм), а технология их получения не пригодна для световодов из галогенидов металлов AgT, TlГ, CsГ и других.The closest technical solution is the method of obtaining a preform for drawing fibers from glass-forming oxide SiO 2 and doping oxides obtained by chemical deposition from a gas-vapor mixture, CVD process [Butusov M. M., Galkin S. L. et al. Fiber optics and instrument making. Leningrad, "Engineering". Leningrad branch. 1987, p. 291-299]. But these optical fibers are designed to transmit radiation in the near-IR spectral region (up to ~ 3 μm), and the technology for their production is not suitable for optical fibers from metal halides AgT, TlГ, CsГ, and others.
Целью изобретения является разработка способа получения световодов на основе галогенидов металлов, обеспечивающего низкие оптические потери и улучшенные физико-химические свойства световодов. The aim of the invention is to develop a method for producing fibers based on metal halides, providing low optical loss and improved physico-chemical properties of the fibers.
Поставленная цель достигается за счет того, что изготовление заготовки для вытягивания световода из галогенидов металлов и последующее легирование ее осуществляют путем осаждения галогенидов металлов из растворов соляной либо бромистоводородной кислоты и аммиака, смешанных в равных объемах. This goal is achieved due to the fact that the manufacture of a preform for drawing a fiber from metal halides and its subsequent alloying is carried out by precipitation of metal halides from solutions of hydrochloric or hydrobromic acid and ammonia mixed in equal volumes.
В качестве материалов для световодов используют галогениды серебра AgCl-AgBr, галогениды одновалентного таллия TlBr-TlJ и TICl-TlBr, галогениды цезия CsBr-CsJ. As materials for optical fibers, silver halides AgCl-AgBr, monovalent thallium halides TlBr-TlJ and TICl-TlBr, cesium halides CsBr-CsJ are used.
Сущность изобретения заключается в том, что на заготовки осаждают плотный дисперсионный слой, соответствующий составу световода, AgГ, либо TlГ, либо CsГ из растворов, которые содержат в равных соотношениях галогенводородную кислоту (HCl либо HBr) и аммиак. При экструзии такой заготовки, т.е. вытягивании световода, в контейнере создается реактивная - галогенводородная атмосфера, способствующая связыванию окисленных соединений галогенидов металлов, окисление которых происходит в процессе экструзии при большом давлении и повышенной температуре. The essence of the invention lies in the fact that a dense dispersion layer corresponding to the composition of the fiber, AgГ, or TlГ, or CsГ from solutions that contain equal proportions of hydrohalic acid (HCl or HBr) and ammonia is deposited on the preforms. When extruding such a preform, i.e. By pulling the fiber, a reactive - hydrogen halide atmosphere is created in the container, which promotes the bonding of oxidized metal halide compounds, the oxidation of which occurs during extrusion at high pressure and elevated temperature.
Состав раствора - галогенводородная кислота (соляная либо бромистоводородная) и аммиак, смешанные в равных объемах, подобран экспериментальным путем и обеспечивает стабильные технологические режимы осаждения галогенидов металлов. The composition of the solution is hydrohalic acid (hydrochloric or hydrobromic) and ammonia mixed in equal volumes, selected experimentally and provides stable technological modes of deposition of metal halides.
Пример 1
Заготовку вырезают из кристаллов твердых растворов галогенидов серебра AgClxBr1-x и готовят раствор для легирования ее.Example 1
The preform is cut from crystals of solid solutions of silver halides AgCl x Br 1-x and a solution is prepared for alloying it.
Соляную либо бромистоводородную кислоту и аммиак разбавляют водой в соотношении 1:1. Водяные растворы кислоты и аммиака смешивают в равных объемах и насыщают этот раствор при ~ 40oC солью серебра. Затем опускают в него заготовку на 2-3 мин, промывают в воде и спирте.Hydrochloric or hydrobromic acid and ammonia are diluted with water in a ratio of 1: 1. Aqueous solutions of acid and ammonia are mixed in equal volumes and saturate this solution at ~ 40 o C with a silver salt. Then the workpiece is lowered into it for 2-3 minutes, washed in water and alcohol.
На заготовке получен легирующий слой (пленка) толщиной 4-5 мкм. Из подготовленной таким способом заготовки вытягивают световод методом экструзии, коэффициент объемного поглощения которого 0,01 дБ/м (λ = 10,6 мкм). Прочность на разрыв 250 МПа. Световод устойчив к видимому и ИК излучению. An alloying layer (film) with a thickness of 4-5 μm was obtained on the workpiece. An optical fiber is extruded from the preform prepared in this way by an extrusion method, the volumetric absorption coefficient of which is 0.01 dB / m (λ = 10.6 μm). Tensile strength 250 MPa. The fiber is resistant to visible and infrared radiation.
Пример 2
В качестве материала световода используют кристаллы твердых растворов галогенидов таллия TlBrxJ1-x (KPC-5) либо TlClxBr1-x (КРС-6). Раствор для легирования заготовки готовят как в примере 1, но насыщают его солями таллия KPC-5 или КРС-6 соответственно. Режимы обработки такие же, толщина легирующего слоя составила 10-15 мкм.Example 2
Crystals of solid solutions of thallium halides TlBr x J 1-x (KPC-5) or TlCl x Br 1-x (KRS-6) are used as the fiber material. A solution for doping the preform is prepared as in example 1, but saturated with thallium salts KPC-5 or KRS-6, respectively. The processing modes are the same, the thickness of the alloying layer was 10-15 microns.
Методом экструзии (выдавливанием через фильеру) получили волоконный световод, который устойчив во времени, коэффициент объемного поглощения составил 0,3 дБ/м, прочность на разрыв 80 МПа. An extrusion method (extrusion through a die) produced a fiber waveguide that is stable in time, the volumetric absorption coefficient was 0.3 dB / m, and the tensile strength was 80 MPa.
Пример 3
Изготавливают заготовку из кристаллов твердых растворов цезия CsBrxJ1-x и проводят легирование ее солями цезия из раствора галогенводородной кислоты и аммиака. Режимы обработки такие же как в примере 1.Example 3
A blank is prepared from crystals of CsBr x J 1-x solid solutions of cesium and doped with cesium salts from a solution of hydrogen halide and ammonia. The processing modes are the same as in example 1.
Методом экструзии получен световод, в котором оптические потери составляют 0,5 дБ/м, прочность на разрыв 60 МПа. An optical fiber was obtained by extrusion, in which the optical loss was 0.5 dB / m, and the tensile strength was 60 MPa.
Таким образом, разработан способ получения волокнистых световодов из галогенидов металлов, предназначенных для работы в среднем и дальнем ИК диапазоне, который обеспечивает улучшение оптических и механических свойств. Thus, a method has been developed for the production of fiber optic fibers from metal halides intended for operation in the middle and far infrared ranges, which provides an improvement in optical and mechanical properties.
Claims (5)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2173867C1 true RU2173867C1 (en) | 2001-09-20 |
Family
ID=
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2288489C1 (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Инфракрасная волоконная оптика" | Optical monocrystal |
| RU2495459C1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-10-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Optical monocrystal |
| RU2539348C1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-01-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорапция по атомной энергии "РОСАТОМ" | Method of obtaining crystalline workpieces from silver halides and their solid solutions for infrared fibrous lightguides |
| RU2634492C1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-10-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Infrared lightguide with large mode field diameter |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2010775C1 (en) * | 1991-06-21 | 1994-04-15 | Институт общей физики РАН | Method for manufacture of blanks for activated fiber light guides |
| US5309543A (en) * | 1992-11-23 | 1994-05-03 | Ceramoptec, Inc. | Method of making infrared crystalline fiber and product |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2010775C1 (en) * | 1991-06-21 | 1994-04-15 | Институт общей физики РАН | Method for manufacture of blanks for activated fiber light guides |
| US5309543A (en) * | 1992-11-23 | 1994-05-03 | Ceramoptec, Inc. | Method of making infrared crystalline fiber and product |
| US5342022A (en) * | 1992-11-23 | 1994-08-30 | Ceramoptec, Inc. | Method of making infrared crystalline fiber |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БУТУСОВ М.Н. и др. Волоконная оптика и приборостроение, - Л.: Машиностроение, 1987, с.291-299. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2288489C1 (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-27 | Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственный центр "Инфракрасная волоконная оптика" | Optical monocrystal |
| RU2495459C1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-10-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Optical monocrystal |
| RU2539348C1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-01-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорапция по атомной энергии "РОСАТОМ" | Method of obtaining crystalline workpieces from silver halides and their solid solutions for infrared fibrous lightguides |
| RU2634492C1 (en) * | 2016-05-30 | 2017-10-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Infrared lightguide with large mode field diameter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1096672A (en) | Infrared transmitting fiber optical waveguide extruded from halides | |
| US20070074541A1 (en) | Synthesis of germanium sulphide and related compounds | |
| US8995802B2 (en) | IR heavy metal oxide glasses | |
| Walrafen et al. | Raman spectral characterization of pure and doped fused silica optical fibers | |
| US8805133B1 (en) | Low-loss UV to mid IR optical tellurium oxide glass and fiber for linear, non-linear and active devices | |
| US6803335B2 (en) | Gallium lanthanum sulfide glasses and optical waveguides and devices using such glasses | |
| EP0662933B1 (en) | Novel composites for glass | |
| EP0079708B1 (en) | Infrared transmitting material consisting of silver chloride and silver bromide | |
| Wang et al. | Mid-infrared fluoride and chalcogenide glasses and fibers | |
| EP0028155A1 (en) | Single mode optical fibre and method of making it | |
| CA3013269A1 (en) | Nd3+ fiber laser and amplifier | |
| DE60212726T2 (en) | OPTICAL FIBER FOR RAMINE GAIN | |
| EP0248564A1 (en) | Optical waveguides and their manufacture | |
| Butvina et al. | Polycrystalline fibers | |
| RU2173867C1 (en) | Process of production of fibrous light guides | |
| WO1993018420A1 (en) | Silica germania glass compositions | |
| EP0294977B1 (en) | Optical wave guides | |
| Diemer et al. | Liquid-core light guides for near-infrared applications | |
| EP1230201A1 (en) | Fluorotellurite, amplifier glasses | |
| JPS6096545A (en) | Optical fiber | |
| US20250236552A1 (en) | Optical elements, devices, and systems comprising halide material compositions solidified from melts | |
| JPH0952731A (en) | Fluorophosphoric acid glass, optical fiber using the same and its production | |
| Fogret et al. | Fluoride glass planar optical waveguides by cationic exchange | |
| Fuller | Mid‐infrared fiber optics | |
| Harrington | Mid-IR and Infrared Fibers |