350 rub
Journal Electromagnetic Waves and Electronic Systems №2 for 2016 г.
Article in number:
Resonant non-equilibrium microwave plasma chemical systems and methods for the synthesis of special quartz optical fibers
Keywords: microwave plasma resonance optical fiber N doped and F doped silica glass
Authors:
L.M. Blinov - Ph. D. (Eng.), Head of Laboratory, Kotel\'nikov IRE of RAS (Moscow). E-mail: E-mail: lmblinov@mail.ru Yu.V. Gulyaev - Academic, Dr. Sc. (Phys.-Math.), Professor, Scientific Head, Kotel\'nikov IRE of RAS (Moscow). E-mail: gulyaev@cplire.ru V.A. Cherepenin - Corresponding Member, Dr. Sc. (Phys.-Math.), Professor, Kotel\'nikov IRE of RAS (Moscow). E-mail: cher@cplire.ru A.P. Gerasimenko - Deputy Director, JSC «A.L. Mints Radiotechnical Institute» (Moscow). E-mail: gerasimenko@rti-mits.ru
Abstract:
Optimal designs of microwave plasmotrons, using TE111 and TM020 modes cavities, and methods of internal and external plasmochemical deposition (PCVD and POVD) of optical structures for special two-layer optical fiber performs, based on F doped and N doped silica glass, formed in a low-pressure microwave plasma, are presented. Outside deposition of the F doped silica reflective cladding on a pure silica rod (POVD-method) makes possible to produce low-cost, flexible, radiation-resistant, high-aperture (NA ~ 0,3) multimode fibers, having pure silica core with high diameter (more, than 1 mm). Plasmochemical deposition of the core layer (pure, or N doped silica glass) on the internal surface of a thick-wall silica tube, having a wall thickness 8-10 mm, or more, which forms the reflective cladding (PCVD-method), makes possible to produce low-cost special radiation-resistant single-mode optical fibers. POVD-method enables also to deposit a protective oxynitride layer on the external surface of the two-layer optical layer perform. Method of automatic control the resonance mode of plasmotron working and the optimal working temperature during the deposition of optical structures for special optical fibers performs, based on using of the high power transistor amplifier, is also presented.
Pages: 33-55
References

 

  1. Optical Fiber Communications. V. 1. / Ed. by Tingy Li. AcademicPress. Orlando. 1985.
  2. Hunlich Th., Bauch H., Kersten R.Th., Paquet V., Weidmann G.F. Fiber preform fabrication using plasma technology: a review // J. Opt. Commun. 1987. V. 4. № 8. P. 122−129.
  3. Blinov L.M., Berikashvili V.SH., Firsov V.M. Sposob poluchenija opticheskogo volokna. Avt. svidetelstvo № 869225 s prioritetom ot 31.08.1979.
  4. Blinov L.M., Zamorenov A.T., Kirsanov A.V., Lysov G.V., Petrov E.A. Ustanovka dlja sverkhvysokochastotnojj plazmennojj obrabotki. Avt. svidetelstvo № 876039 s prioritetom ot 29.02.1980.
  5. Blinov L.M., Devjatkin I.I., Dianov E.M., Lysov G.V., Prokhorov A.M.,Firsov V.M. Sposob poluchenija zagotovok volokonnykh svetovodov i ustrojjstvo dlja ego osushhestvlenija. Avt. svidetelstvo № 987924, s prioritetom ot 11.06.1981.
  6. Koel G.J. Tekhnicheskie i ehkonomicheskie aspekty razlichnykh sposobov proizvodstva volokna // Materialy 8 Evropejjskojj konf. po volokonnojj optike. Kanny. 1982.
  7. Geittner P //CVD-1984, Proc.9th Int. Conf. Cincinnati, Ohio, 7−10 May. 1984. P. 479−502.
  8. Blinov L.M., Volodko V.V., Solomatin A.M. Primenenie plazmy SVCH-razrjada ponizhennogo davlenija dlja sinteza opticheskikh struktur volnovodov // «Plazmokhimija-89». II. M.: 1989.
  9. Artjushenko V.G., Blinov L.M., Volodko V.V., Guljaev JU.V., Dianov E.M., Konov V.I., Pashinin V.P., Prokhorov A.M., Silenok A.S., Solomatin A.M., Firsov V.M., SHilov I.P. Kvarcevye volokonnye svetovody dlja peredachi moshhnogo lazernogo izluchenija //Izvestija AN SSSR. 1990. T. 54. № 8. S. 1570−1573.
  10. Patent RF № 2036864 s prioritetom ot 23.09.1991. Sposob proizvodstva ZVS. Blinov L.M., Blinov A.L., Volodko V.V., Solomatin A.M., Firsov V.M.
  11. Neuberger W., Blinov L.M. Surface plasma wave coating technique for dielectric filaments. PatentUS № 5.595.793. 1997.
  12. Neuberger W., Blinov L.M. Method and apparatus for coating dielectrics. PatentUS № 5.597.624. 1997.
  13. Neuberger W., Blinov L.M., Pavlov V.V. Method and device for plasma vapor chemical deposition of homogeneous films on large flat surfaces. PatentUS № 5.563.365. 1997.
  14. Blinov L.M. Method for production of silica optical fiber perform. Patent US № 6.928.839. 2005.
  15. Neuberger W., Blinov L.M. Method of silica optical fiber perform production. PatentUS № 6.988.380. 2006.
  16. Neuberger W., Volodko V.V., Blinov L.M.MethodofforminganopticalfiberperformusinganE020plasmafieldconfiguration. PatentUS № 6.138.478. 2000.
  17. Blinov L.M., Gerasimenko A.P., Guljaev JU.V. Sposob izgotovlenija zagotovok volokonnykh svetovodov, ustrojjstvo dlja ego osushhestvlenija i zagotovka, izgotovlennaja ehtim sposobom. Patent RF № 2362745 s prioritetom ot 18.06.2007.
  18. Blinov L.M., Gerasimenko A.P., Guljaev JU.V. Sposob izgotovlenija zagotovok volokonnykh svetovodov, ustrojjstvo dlja ego osushhestvlenija i zagotovka, izgotovlennaja ehtim sposobom. Patent RF № 2363668 s prioritetom ot 08.08.2007.
  19. Blinov L.M., Gerasimenko A.P., Guljaev JU.V. Sposob izgotovlenija kvarcevykh zagotovok volokonnykh svetovodov, ustrojjstvo dlja ego osushhestvlenija i zagotovka, poluchennaja dannym sposobom. Patent RF № 2385842 s prioritetom ot 02.12.2008.
  20. Blinov L.M., Gerasimenko A.P., Guljaev JU.V.  Ustrojjstvo dlja izgotovlenija kvarcevykh shtabikov zagotovok volokonnykh svetovodov. Patent RF № 92284 s prioritetom ot 12.11.2009.
  21. Blinov L.M., Gerasimenko A.P., Guljaev JU.V. Sposob i ustrojjstvo dlja bokovogo osazhdenija na kvarcevyjj sterzhen povyshennogo diametra otrazhajushhejj ftorsilikatnojj obolochki v SVCH plazme ponizhennogo davlenija // Tezisy doklada Vseros. konf. po volokonnojj optike. g. Perm. 2009. «Foton-ehkspress». 2009. № 6. S. 51−52.
  22. Blinov L.M., Gerasimenko A.P., Guljaev JU.V. Sposob izgotovlenija kvarcevykh zagotovok odnomodovykh volokonnykh svetovodov, ustrojjstvo dlja ego osushhestvlenija i zagotovki, izgotovlennye dannym sposobom. Patent RF № 2433091 s prioritetom ot 19.04.2010.
  23. Dikarev JU.I., Synorov V.F., Tolstykh B.P. Plazmokhimicheskoe travlenie v tekhnologii IS // Zarubezhnaja ehlektronnaja tekhnika 2.JAnvar 1978. CNII «EHlektronika».
  24. Aleksandrov D.I. Model gazofaznykh processov v SVCH razrjade ponizhennogo davlenija O2/SiCl4/SF6 pri osazhdenii sloev SiO2. Avtoreferat dissertacii na soiskanie uchenojj stepeni k.f.m.n. Moskva. 1987.
  25. Babenko V.A., Blinov L.M., Volodko V.V., Kaganov L.I., Ragavski A.A., Solomatin A.M.Plasma-chemicalprocessmodelinginfibrewaveguidetechnology // Sov. LightwaveCommun, 2 (1992). P. 199−212.
  26. Aleksandrov D.I., Blinov L.M., Dianov E.M., Lebedev JU.A. Vlijanie razlichnykh tipov soudarenijj na ehnergeticheskoe raspredelenie ehlektronov v plazme ponizhennogo davlenija: Ar, O2 //Fizika plazmy. 1986. T. 12. № 8. S. 1008−1012.
  27. Patent FRG № 2444100. 1978.
  28. Setaka R., Takahashi H., Sato T., Vashida S. // NewOrleans-84, DigitalTechnicsPapersTUM‑2.
  29. Bachmann P.K., Geittner P., Leers D., Wilson H. // JournalofLightwavetechnology. Yuly 1986. V. LT‑4. № 7. P. 813−816.
  30. Geittner P., Hagemann H.J., Warnier J., Wilson H. // JournalofLightwavetechnology. Yuly 1986. V. LT‑4. № 7. P. 818−821.
  31. Bachmann P.K., Hermann W., Wehr H., Wiechert D.I. // AppliedOptics. 1April 1986. V. 25. № 7. P. 1093−1098.
  32. Artjushenko V.G., Blinov L.M., Volodko V.V., Gulyaev Yu.V., Dianov E.M., Prokhorov A.M., Pashinin V.M., Solomatin A.M., Shilov I.P.Plasma-chemicalsynthesisofpowerfibersilicastructuresinaplasmaofRFandSRFdischarges //Sov. LightwaveCommun, 2 (1992). P. 171−182.
  33. Belov A.V., Blinov L.M., Volodko V.V., Gurjanov A.M., Devjatykh G.G., Dianov E.M., Dolgov A.P., Neustroev V.B., Prokhorov A.M.i dr. Kvarcevyjj volokonnyjj svetovod s obolochkojj, legirovannojj ftorom, i serdcevinojj iz chistogo kvarcevogo stekla // Kvantovaja ehlektronika. 1985. № 3. T. 12.
  34. Blinov L.M., Volodko V.V., Kaganov L.I., Razhavskijj A.A. Poluchenie legirovannykh ftorom sloev kvarcevogo stekla v SVCH-razrjade ponizhennogo davlenija // Pisma v ZHTF. 1991. T. 17. № 19. S. 87−91.
  35. Dianov E.M., Kornienko L.S., Nikitin E.P., Rybaltovskijj A.O., Sulimov V.B., CHernov P.V. Radiacionno-opticheskie svojjstva volokonnykh svetovodov na osnove kvarcevogo stekla // Kvantovaja ehlektronika. 1983. T. 10. № 3.
  36. Blinov L.M., Volodko V.V., Solomatin A.M., Firsov V.M. Vlijanie sostava svetovodov na radiacionnuju ustojjchivost // EHlektronnaja tekhnika. Cer. 6. 1990. № 2.
  37. Dolgov I.I., Ivanov G.A., CHamorovskijj JU.K., JAkovlev M.JA. Radiacionno-stojjkie odnomodovye opticheskie volokna s kvarcevojj serdcevinojj // Foton-ehkspress. Spec. vypusk «Nauka». 2005. № 6.
  38. Abramov A.V., Blinov L.M., Volodko V.V., Dianov E.M., Kornienko L.S., Rybaltovskijj A.O., Solomatin A.M., KHarlamov A.N. Radiacionnye centry okraski v kvarcevykh ftorsoderzhashhikh steklakh, izgotovlennykh PCVD metodom // Vysokochistye veshhestva. 1990. № 2. S. 63−67.
  39. Gurjanov N.N., Kim V.M., Mashinskijj V.M., Neustroev V.B.i dr. Osnovnye radiacionnye ehffekty v germanosilikatnom stekle i volokonnykh svetovodakh na ego osnove // Trudy IOFAN. 1990. T. 23. S. 94.
  40. Tomashuk A.L., Golant K.M., Zabezhajjlov M.O. Razrabotka volokonnykh svetovodov dlja primenenija pri povyshennom urovne radiacii //Volokonno-opticheskie tekhnologii, materialy i ustrojjstva. 2001. № 4. S. 52−65.
  41. Blinov L.M., Volodko V.V., Gontarev G.G., Lysov G.V., Polak L.S. SVCH plazmotrony, ikh kharakteristiki i oblast primenenija // Trudy III Vsesojuznojj nauchno-tekhnich. konf. po generatoram nizkotemperaturnojj plazmy «Generatory nizkotemperaturnojj plazmy». EHnergija. Moskva. 1969. S. 345−367.
  42. Blinov L.M., Volodko V.V., Solomatin A.M., Firsov V.M. Ustrojjstvo dlja poluchenija ZVS. Avt. svidetelstvo № 1573753 ot 22.02.1990.
  43. Lebedev I.V. Tekhnika i pribory SVCH, I, II // M.: Vysshaja shkola. 1970.
  44. Vajjnshtejjn L.A. EHlektromagnitnye volny // M.: Radiosvjaz. 1988.
  45. Semenov N.A. Tekhnicheskaja ehlektrodinamika // M.: Svjaz. 1973.
  46. Nikolskijj V.V. Teorija ehlektromagnitnogo polja.
  47. SHirman L.D. Radiovolny i obemnye rezonatory // M.: Svjaz. 1959.
  48. Levin N.L. K teorii toroidalnykh rezonatorov // ZHTF. 1946. T. 16. № 7.
  49. Blinov L.M., Gerasimenko A.P., Guljaev JU.V. SVCH plazmokhimicheskaja ustanovka ponizhennogo davlenija s ispolzovaniem tranzistornogo usilitelja dlja izgotovlenija kvarcevykh zagotovok volokonnykh svetovodov metodom PCVD // Tezisy doklada Vseros. konf. po volokonnojj optike. g. Perm. 2009. Foton-ehkspress. 2009. № 6. S. 130−131.
  50. Ray C., et al // Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1986. V. 717. P. 27−32.
  51. Shiota T.etal. Gloiodischardpolymerizationonopticalfiber // OFC - 86 TechnicalDusest. 1989. Atlanta. USA. TUE 3., P. 30.
  52. Patent JAponii № 62-65948.
  53. Patent SSHA № 4.402.993.
  54. Blinov L.M., Volodko V.V., SHilov I.P., Kulikovskijj N.V., Nojjberger V., Grachek B., Voronovskijj D.JU.  Osazhdenie almazopodobnykh plenok na kvarcevoe volokno v plazme SVCH razrjada ponizhennogo davlenija // Radiotekhnika i ehlektronika. 1995. № 6.
  55. Haramoay H.et al //G. of Lyght Techn. 1986. V. LT‑4. № 8. P. 1144−1150.
  56. Ucsugu N.et al // OFS? 85. San-Diego. Techn. Dig. 1985. pap. Tu 1.
  57. Tamira J.et al // OFS? 88. Neio Orlean. Techn. Dig. 1988. w. QZ.
  58. Flam F. // SCI.Neios 1989. V. 135. № 11. P. 167.
  59. Elmer T.H., Norolberg M.E. // VII Congres Int du Verre. ComptesRendus. Charleroi-Bruxelles. 1965.