350 руб
Журнал «Электромагнитные волны и электронные системы» №2 за 2016 г.
Статья в номере:
Резонансные неравновесные СВЧ плазмохимические системы и методы синтеза специальных кварцевых волоконных световодов
Ключевые слова: СВЧ плазма резонанс световод кварцевое стекло легированное фтором и азотом
Авторы:
Л.М. Блинов - к.т.н., зав. лабораторией, ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (Москва). E-mail: E-mail: lmblinov@mail.ru Ю.В. Гуляев - академик, д.ф.-м.н., профессор, науч. руководитель, ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (Москва). E-mail: gulyaev@cplire.ru В.А. Черепенин - чл.-корр., д.ф.-м.н., профессор, зав. лабораторией, ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (Москва). E-mail: cher@cplire.ru А.П. Герасименко - зам. директора, ОАО «Радиотехнический институт имени академика А.Л. Минца» (Москва). E-mail: gerasimenko@rti-mits.ru
Аннотация:
Представлены оптимальные конструкции резонаторных СВЧ-плазмотронов на колебаниях вида ТЕ111 и ТМ020 и методы плазмохимического осаждения (внутреннего и внешнего) оптических структур заготовок специальных двухслойных волоконных световодов на основе кварцевого стекла, легированного фтором и азотом в плазме резонансного СВЧ-разряда пониженного давления (PCVD и POVD методы). Отмечено, что внешнее осаждение отражающей фторсиликатной оболочки на кварцевый стержень (POVD-метод) позволяет изготавливать недорогие гибкие, радиационностойкие, высокоапертурные (~0,3) многомодовые волоконные световоды с кварцевой сердцевиной повышенного диаметра (>1 мм), а метод внутреннего плазмохимического осаждения (PCVD-метод) сердцевины (кварцевой, оксинитридной) внутри толстостенной кварцевой или фторсиликатной трубы с толщиной стенки 8-10 мм и более, являющейся отражающей оболочкой, позволяет изготавливать недорогие специальные радиационностойкие, одномодовые волоконные световоды; на заготовку двухслойного волоконного световода POVD-методом может быть осаждена защитная оксинитридная оболочка. Предложен метод автоматизированного управления резонансным режимом СВЧ-плазмотрона и оптимальной температурой процесса осаждения оптических структур специальных волоконных световодов на основе мощного транзисторного усилителя.
Страницы: 33-55
Список источников

 

  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. Блинов Л.М., Берикашвили В.Ш., Фирсов В.М. Способ получения оптического волокна. Авт. свидетельство № 869225 с приоритетом от 31.08.1979.
  4. Блинов Л.М., Заморенов А.Т., Кирсанов А.В., Лысов Г.В., Петров Е.А. Установка для сверхвысокочастотной плазменной обработки. Авт. свидетельство № 876039 с приоритетом от 29.02.1980.
  5. Блинов Л.М., Девяткин И.И., Дианов Е.М., Лысов Г.В., Прохоров А.М.,Фирсов В.М. Способ получения заготовок волоконных световодов и устройство для его осуществления. Авт. свидетельство № 987924, с приоритетом от 11.06.1981.
  6. Koel G.J. Технические и экономические аспекты различных способов производства волокна // Материалы 8 Европейской конф. по волоконной оптике. Канны. 1982.
  7. Geittner P //CVD-1984, Proc.9th Int. Conf. Cincinnati, Ohio, 7−10 May. 1984. P. 479−502.
  8. Блинов Л.М., Володько В.В., Соломатин А.М. Применение плазмы СВЧ-разряда пониженного давления для синтеза оптических структур волноводов // «Плазмохимия-89». II. М.: 1989.
  9. Артюшенко В.Г., Блинов Л.М., Володько В.В., Гуляев Ю.В., Дианов Е.М., Конов В.И., Пашинин В.П., Прохоров А.М., Силенок А.С., Соломатин А.М., Фирсов В.М., Шилов И.П. Кварцевые волоконные световоды для передачи мощного лазерного излучения //Известия АН СССР. 1990. Т. 54. № 8. С. 1570−1573.
  10. Патент РФ № 2036864 с приоритетом от 23.09.1991. Способ производства ЗВС. Блинов Л.М., Блинов А.Л., Володько В.В., Соломатин А.М., Фирсов В.М.
  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. Блинов Л.М., Герасименко А.П., Гуляев Ю.В. Способ изготовления заготовок волоконных световодов, устройство для его осуществления и заготовка, изготовленная этим способом. Патент РФ № 2362745 с приоритетом от 18.06.2007.
  18. Блинов Л.М., Герасименко А.П., Гуляев Ю.В. Способ изготовления заготовок волоконных световодов, устройство для его осуществления и заготовка, изготовленная этим способом. Патент РФ № 2363668 с приоритетом от 08.08.2007.
  19. Блинов Л.М., Герасименко А.П., Гуляев Ю.В. Способ изготовления кварцевых заготовок волоконных световодов, устройство для его осуществления и заготовка, полученная данным способом. Патент РФ № 2385842 с приоритетом от 02.12.2008.
  20. Блинов Л.М., Герасименко А.П., Гуляев Ю.В.  Устройство для изготовления кварцевых штабиков заготовок волоконных световодов. Патент РФ № 92284 с приоритетом от 12.11.2009.
  21. Блинов Л.М., Герасименко А.П., Гуляев Ю.В. Способ и устройство для бокового осаждения на кварцевый стержень повышенного диаметра отражающей фторсиликатной оболочки в СВЧ плазме пониженного давления // Тезисы доклада Всерос. конф. по волоконной оптике. г. Пермь. 2009. «Фотон-экспресс». 2009. № 6. С. 51−52.
  22. Блинов Л.М., Герасименко А.П., Гуляев Ю.В. Способ изготовления кварцевых заготовок одномодовых волоконных световодов, устройство для его осуществления и заготовки, изготовленные данным способом. Патент РФ № 2433091 с приоритетом от 19.04.2010.
  23. Дикарев Ю.И., Сыноров В.Ф., Толстых Б.П. Плазмохимическое травление в технологии ИС // Зарубежная электронная техника 2.Январь 1978. ЦНИИ «Электроника».
  24. Александров Д.И. Модель газофазных процессов в СВЧ разряде пониженного давления O2/SiCl4/SF6 при осаждении слоев SiO2. Автореферат диссертации на соискание ученой степени к.ф.м.н. Москва. 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. Александров Д.И., Блинов Л.М., Дианов Е.М., Лебедев Ю.А. Влияние различных типов соударений на энергетическое распределение электронов в плазме пониженного давления: Ar, O2 //Физика плазмы. 1986. Т. 12. № 8. С. 1008−1012.
  27. Патент ФРГ № 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 А.М., Pashinin V.М., Solomatin A.M., Shilov I.P.Plasma-chemicalsynthesisofpowerfibersilicastructuresinaplasmaofRFandSRFdischarges //Sov. LightwaveCommun, 2 (1992). P. 171−182.
  33. Белов А.В., Блинов Л.М., Володько В.В., Гурьянов А.М., Девятых Г.Г., Дианов Е.М., Долгов А.П., Неустроев В.Б., Прохоров А.М.и др. Кварцевый волоконный световод с оболочкой, легированной фтором, и сердцевиной из чистого кварцевого стекла // Квантовая электроника. 1985. № 3. Т. 12.
  34. Блинов Л.М., Володько В.В., Каганов Л.И., Ражавский А.А. Получение легированных фтором слоев кварцевого стекла в СВЧ-разряде пониженного давления // Письма в ЖТФ. 1991. Т. 17. № 19. С. 87−91.
  35. Дианов Е.М., Корниенко Л.С., Никитин Е.П., Рыбалтовский А.О., Сулимов В.Б., Чернов П.В. Радиационно-оптические свойства волоконных световодов на основе кварцевого стекла // Квантовая электроника. 1983. Т. 10. № 3.
  36. Блинов Л.М., Володько В.В., Соломатин А.М., Фирсов В.М. Влияние состава световодов на радиационную устойчивость // Электронная техника. Cер. 6. 1990. № 2.
  37. Долгов И.И., Иванов Г.А., Чаморовский Ю.К., Яковлев М.Я. Радиационно-стойкие одномодовые оптические волокна с кварцевой сердцевиной // Фотон-экспресс. Спец. выпуск «Наука». 2005. № 6.
  38. Абрамов А.В., Блинов Л.М., Володько В.В., Дианов Е.М., Корниенко Л.С., Рыбалтовский А.О., Соломатин А.М., Харламов А.Н. Радиационные центры окраски в кварцевых фторсодержащих стеклах, изготовленных PCVD методом // Высокочистые вещества. 1990. № 2. С. 63−67.
  39. Гурьянов Н.Н., Ким В.М., Машинский В.М., Неустроев В.Б.и др. Основные радиационные эффекты в германосиликатном стекле и волоконных световодах на его основе // Труды ИОФАН. 1990. Т. 23. С. 94.
  40. Томашук А.Л., Голант К.М., Забежайлов М.О. Разработка волоконных световодов для применения при повышенном уровне радиации //Волоконно-оптические технологии, материалы и устройства. 2001. № 4. С. 52−65.
  41. Блинов Л.М., Володько В.В., Гонтарев Г.Г., Лысов Г.В., Полак Л.С. СВЧ плазмотроны, их характеристики и область применения // Труды III Всесоюзной научно-технич. конф. по генераторам низкотемпературной плазмы «Генераторы низкотемпературной плазмы». Энергия. Москва. 1969. С. 345−367.
  42. Блинов Л.М., Володько В.В., Соломатин А.М., Фирсов В.М. Устройство для получения ЗВС. Авт. свидетельство № 1573753 от 22.02.1990.
  43. Лебедев И.В. Техника и приборы СВЧ, I, II // М.: Высшая школа. 1970.
  44. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны // М.: Радиосвязь. 1988.
  45. Семенов Н.А. Техническая электродинамика // М.: Связь. 1973.
  46. Никольский В.В. Теория электромагнитного поля.
  47. Ширман Л.Д. Радиоволны и объемные резонаторы // М.: Связь. 1959.
  48. Левин Н.Л. К теории тороидальных резонаторов // ЖТФ. 1946. Т. 16. № 7.
  49. Блинов Л.М., Герасименко А.П., Гуляев Ю.В. СВЧ плазмохимическая установка пониженного давления с использованием транзисторного усилителя для изготовления кварцевых заготовок волоконных световодов методом PCVD // Тезисы доклада Всерос. конф. по волоконной оптике. г. Пермь. 2009. Фотон-экспресс. 2009. № 6. С. 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. Патент Японии № 62-65948.
  53. Патент США № 4.402.993.
  54. Блинов Л.М., Володько В.В., Шилов И.П., Куликовский Н.В., Нойбергер В., Грачек Б., Вороновский Д.Ю.  Осаждение алмазоподобных пленок на кварцевое волокно в плазме СВЧ разряда пониженного давления // Радиотехника и электроника. 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.