RU2457519C1 - Integral optical waveguide with activated core, double light-reflective shell and its manufacture method - Google Patents

Integral optical waveguide with activated core, double light-reflective shell and its manufacture method Download PDF

Info

Publication number
RU2457519C1
RU2457519C1 RU2010149377/28A RU2010149377A RU2457519C1 RU 2457519 C1 RU2457519 C1 RU 2457519C1 RU 2010149377/28 A RU2010149377/28 A RU 2010149377/28A RU 2010149377 A RU2010149377 A RU 2010149377A RU 2457519 C1 RU2457519 C1 RU 2457519C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical waveguide
tube
layers
layer
waveguide
Prior art date
Application number
RU2010149377/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010149377A (en
Inventor
Константин Михайлович Голант (RU)
Константин Михайлович Голант
Олег Владиславович Бутов (RU)
Олег Владиславович Бутов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Фиберус"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Фиберус" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Фиберус"
Priority to RU2010149377/28A priority Critical patent/RU2457519C1/en
Publication of RU2010149377A publication Critical patent/RU2010149377A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2457519C1 publication Critical patent/RU2457519C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Glass Compositions (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: according to the device concept, the optical waveguide contains an activated core and a double light-reflective shell. Onto the inner surface of the tube one sequentially applies five layers of an amorphous dielectric with refractive index equal to n1<n2<n3, |n2-n4|<10-3, |n1-n5|<10-3. The tube usage allows to implement the method for manufacture of the said waveguide with application of plasma chemical CVD process of silicon dioxide sedimentation in a low-pressure UHF discharge.
EFFECT: invention ensures small optical losses and a high coefficient of pumping power conversion in case of high concentrations of the activator impurity.
9 cl, 3 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к устройствам интегральной оптики, предназначенным для усиления оптических сигналов и лазерной генерации с помощью диэлектрических волноводов, содержащих примесь редкоземельных и других элементов в качестве активаторов для получения лазерного эффекта. Квантовые усилители и лазеры на основе таких активированных волноводов актуальны для применения в устройствах современной оптоэлектроники, в частности в системах волоконно-оптической связи.The invention relates to integrated optics devices designed to amplify optical signals and laser generation using dielectric waveguides containing an admixture of rare-earth and other elements as activators to obtain a laser effect. Quantum amplifiers and lasers based on such activated waveguides are relevant for use in modern optoelectronic devices, in particular in fiber-optic communication systems.

Уровень техникиState of the art

Известен интегрально-оптический усилитель оптических сигналов на основе активированного ионами Еr и Yb отрезка канального волновода (заявка на патент США 2003002771 A1). Сердцевина волновода изготовлена из активированного стекла, встроенного в стекло с меньшим показателем преломления, которое играет роль светоотражающей оболочки. При сравнимых размерах поперечного сечения сердцевины канального волновода и поперечного сечения световедущей сердцевины волоконного световода обеспечиваются малые потери при их стыковке, что позволяет эффективно интегрировать такой усилитель в волоконно-оптическую линию. Однако в такой конструкции интегрально-оптического усилителя возникает проблема ввода излучения накачки от многомодового лазерного диода через торец одномодового активированного канального волновода. При сильном различии в размерах мод волновода и мощного лазерного диода эффективность ввода излучения последнего в волновод мала.Known integrated optical amplifier of optical signals based on activated by Er and Yb ions segment of the channel waveguide (application for US patent 2003002771 A1). The core of the waveguide is made of activated glass embedded in glass with a lower refractive index, which plays the role of a reflective shell. With comparable dimensions of the cross section of the core of the channel waveguide and the cross section of the light guide core of the optical fiber, small losses are ensured when they are joined, which makes it possible to efficiently integrate such an amplifier into a fiber optic line. However, in this design of the integrated optical amplifier, the problem arises of introducing pump radiation from a multimode laser diode through the end face of a single-mode activated channel waveguide. With a strong difference in the sizes of the modes of the waveguide and the high-power laser diode, the efficiency of introducing the radiation of the latter into the waveguide is low.

Решение проблемы увеличения эффективности ввода излучения накачки от недорогих многомодовых лазерных диодов высокой мощности в активированный одномодовый канальный волновод представлено в заявке на европатент WO 2008117249 (А1) (прототип). Суть предложенного решения состоит в использовании планарной стеклянной структуры с двойной светоотражающей оболочкой для накачки одномодового активированного волновода. В предложенной структуре излучение накачки от многомодового лазерного диода вводится в планарный многомодовый волновод, сердцевина которого ограничена слоями светоотражающей оболочки, выполненной из стекла с пониженным относительно стекла сердцевины показателем преломления. В толстом слое стекла сердцевины такого многомодового волновода сформирован тонкий слой стекла с повышенным за счет легирования показателем преломления, который активирован редкоземельными элементами и выполняет роль одномодового планарного волновода. При этом стекло сердцевины многомодового волновода одновременно играет роль первой светоотражающей оболочки для одномодового волновода. Введенное в многомодовый волновод излучение накачки от лазерного диода по мере распространения в многомодовом волноводе может поглощаться активатором, сосредоточенным в сердцевине встроенного одномодового волновода практически полностью. Тем самым обеспечивается эффективная накачка активатора в одномодовом волноводе, необходимая для получения лазерного эффекта.The solution to the problem of increasing the efficiency of inputting pump radiation from low-cost high-power multimode laser diodes into an activated single-mode channel waveguide is presented in the patent application WO 2008117249 (A1) (prototype). The essence of the proposed solution is to use a planar glass structure with a double reflective sheath to pump a single-mode activated waveguide. In the proposed structure, pump radiation from a multimode laser diode is introduced into a planar multimode waveguide, the core of which is bounded by layers of a reflective sheath made of glass with a refractive index lower than the glass core. In a thick glass layer of the core of such a multimode waveguide, a thin glass layer is formed with an increased refractive index due to doping, which is activated by rare-earth elements and acts as a single-mode planar waveguide. In this case, the glass core of the multimode waveguide simultaneously plays the role of the first reflective cladding for the single-mode waveguide. Pump radiation from a laser diode introduced into a multimode waveguide as it propagates in a multimode waveguide can be absorbed by the activator, which is almost completely concentrated in the core of the integrated single-mode waveguide. This ensures the effective pumping of the activator in a single-mode waveguide, which is necessary to obtain a laser effect.

Главным недостатком прототипа является сложность изготовления предложенной многослойной структуры с высокими оптическими и усилительными характеристиками волноводов. Сложность вызвана тем, что для получения слоев аморфных диэлектриков, обладающих необходимым высоким оптическим качеством, обычно используют методы химического осаждения материала из газовой фазы (Chemical Vapor Deposition - CVD) на плоские подложки. Такие методы развиты и хорошо работают при толщинах осаждаемых слоев до нескольких микрон. В данном же случае необходимые для волновода с двойной светоотражающей оболочкой толщины слоев составляют сотни микрон. Поэтому получение структуры этого типа посредством осаждения стекла из газовой фазы обычными CVD методами затруднительно ввиду их недостаточной производительности. По этой причине в качестве способа изготовления активированного волновода с двойной светоотражающей оболочкой в прототипе предложено набирать такую структуру из отдельных пластин, что крайне нетехнологично.The main disadvantage of the prototype is the complexity of manufacturing the proposed multilayer structure with high optical and amplifying characteristics of the waveguides. The difficulty is caused by the fact that to obtain layers of amorphous dielectrics with the required high optical quality, methods of chemical vapor deposition of a material from the gas phase (Chemical Vapor Deposition - CVD) on flat substrates are usually used. Such methods are developed and work well with thicknesses of deposited layers up to several microns. In this case, the layer thicknesses required for a waveguide with a double retroreflective sheath are hundreds of microns. Therefore, obtaining a structure of this type by deposition of glass from the gas phase by conventional CVD methods is difficult due to their insufficient productivity. For this reason, as a method of manufacturing an activated waveguide with a double retroreflective sheath, it is proposed in the prototype to assemble such a structure from individual plates that is extremely non-technological.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Сущность изобретения как технического решения выражается в совокупности существенных признаков для достижения обеспечиваемого изобретением результата.The invention as a technical solution is expressed in the aggregate of essential features to achieve the result provided by the invention.

Сущность данного изобретения как технического решения составляют два принципиальных, взаимосвязанных между собой компонента.The essence of this invention as a technical solution consists of two fundamental, interconnected components.

Первый компонент заключается в использовании внутренней поверхности трубки из кварцевого стекла в качестве подложки для нанесения слоев оксидов, составляющих структуру диэлектрического волновода.The first component is to use the inner surface of a quartz glass tube as a substrate for depositing oxide layers constituting the structure of a dielectric waveguide.

Волновод с двойной светоотражающей оболочкой формируется из пяти последовательно нанесенных на подложку один поверх другого слоев аморфного диэлектрика 1, 2, 3, 4, 5 с показателями преломления n1, n2, n3, n4, n5 соответственно так, что n1<n2<n3, |n2-n4|<10-3, |n1-n5|<10-3, а слой 3 содержит примесь активатора.A waveguide with a double retroreflective sheath is formed of five layers of an amorphous dielectric 1, 2, 3, 4, 5 successively deposited on top of one another on a substrate with refractive indices n 1 , n 2 , n 3 , n 4 , n 5, respectively, so that n 1 <n 2 <n 3 , | n 2 -n 4 | <10 -3 , | n 1 -n 5 | <10 -3 , and layer 3 contains an admixture of activator.

Слои 2, 4 выполнены из нелегированного диоксида кремния. При толщине слоев от 10 до 300 мкм обеспечена хорошая стыковка волновода с лазерными диодами излучения накачки.Layers 2, 4 are made of undoped silicon dioxide. With a layer thickness of 10 to 300 μm, a good docking of the waveguide with laser pump radiation diodes is ensured.

Слои 1, 5 выполнены из диоксида кремния с примесью фтора в диапазоне концентраций от 0,2 до 15 мас.%. Этим обеспечивается понижение показателя преломления материала оболочки относительно материала сердцевины (нелегированного диоксида кремния).Layers 1, 5 are made of silicon dioxide with an admixture of fluorine in the concentration range from 0.2 to 15 wt.%. This ensures a decrease in the refractive index of the shell material relative to the core material (undoped silicon dioxide).

Слой 3 является активированной сердцевиной. Он выполнен на основе диоксида кремния с добавками фосфора (до 15 мас.%), алюминия (до 10 мас.%), германия и бора (до 10 мас.%). Добавки совместно либо по отдельности играют роль модификаторов, повышающих растворимость активатора. Кроме того, они управляют показателем преломления материала сердцевины.Layer 3 is an activated core. It is based on silicon dioxide with the addition of phosphorus (up to 15 wt.%), Aluminum (up to 10 wt.%), Germanium and boron (up to 10 wt.%). Additives, together or separately, play the role of modifiers that increase the solubility of the activator. In addition, they control the refractive index of the core material.

В качестве активатора к материалу сердцевины, в зависимости от требуемого спектрального диапазона усиления, добавлены редкоземельные элементы Еr, Tm, Yb, Но, Nd при концентрациях от 0,01 до 10 мас.%.As an activator, rare earth elements Er, Tm, Yb, Ho, Nd are added to the core material, depending on the required spectral gain range, at concentrations from 0.01 to 10 wt.%.

Помимо редкоземельных элементов активатором может служить висмут, который добавляют в количестве от 0,001 до 1 мас.%.In addition to rare earth elements, bismuth can serve as an activator, which is added in an amount of from 0.001 to 1 wt.%.

Использование внутренней поверхности трубки в качестве опорной для осаждения слоев диэлектрического волновода дает возможность применения высокопроизводительного способа плазмохимического CVD процесса, основу которого составляет возбуждение в трубке СВЧ разряда при пониженном давлении. В этом случае опорная трубка выполняет также функцию плазмохимического реактора.The use of the inner surface of the tube as a reference for the deposition of layers of a dielectric waveguide makes it possible to use the high-performance method of the plasma-chemical CVD process, the basis of which is excitation in the tube of a microwave discharge at reduced pressure. In this case, the support tube also performs the function of a plasma chemical reactor.

Существенным необходимым условием применения стационарного СВЧ разряда для плазмохимического синтеза и осаждения прозрачных слоев диэлектрика является достаточно низкое давление в реакторе, при котором еще не образуется объемной фракции оксидов в виде твердой фазы. Условие пониженного давления в плазмохимическом CVD процессе является вторым компонентом, составляющим сущность технического решения.An essential condition for the use of a stationary microwave discharge for plasma-chemical synthesis and deposition of transparent dielectric layers is a sufficiently low pressure in the reactor, at which a bulk fraction of oxides in the form of a solid phase is not yet formed. The reduced pressure condition in the plasma-chemical CVD process is the second component that makes up the essence of the technical solution.

Способом, реализующим такое техническое решение, является использование подогретой опорной трубки (подложки) из кварцевого стекла, куда поступают реагенты в виде смеси молекулярных газов, содержащей в своем составе SiCl4, O2, N2O и пары легирующих элементов. В трубке возбуждается стационарный СВЧ разряд в виде плазменного столба, длина которого периодически изменяется за счет вариации подводимой к плазме СВЧ мощности с осаждением продуктов реакций на внутреннюю поверхность трубки, причем полное давление в трубке не превышает 6 кПа.A method that implements such a technical solution is the use of a heated quartz glass support tube (substrate), which receives reagents in the form of a mixture of molecular gases containing SiCl 4 , O 2 , N 2 O and a pair of alloying elements. A stationary microwave discharge in the form of a plasma column is excited in the tube, the length of which periodically changes due to the variation of the microwave power supplied to the plasma with the precipitation of reaction products on the inner surface of the tube, and the total pressure in the tube does not exceed 6 kPa.

Температура подогретой трубки поддерживается в интервале от 400 до 1200 ЕС, что необходимо для устранения избыточного содержания хлора в осаждаемых слоях.The temperature of the heated tube is maintained in the range from 400 to 1200 EU, which is necessary to eliminate the excess chlorine content in the deposited layers.

Период вариации подводимой к плазме мощности лежит в интервале от 0,001 до 25 с, чем обеспечивается однородное осаждение слоев вдоль трубки.The period of variation of the power supplied to the plasma lies in the range from 0.001 to 25 s, which ensures uniform deposition of layers along the tube.

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, с указанием обеспечиваемого ею технического результатаThe problem to which the invention is directed, indicating the technical result provided by it

Изобретение решает задачу получения активированного диэлектрического волновода с двойной светоотражающей оболочкой, обладающего малыми оптическими потерями и высоким коэффициентом преобразования мощности накачки при больших концентрациях примеси активатора.The invention solves the problem of obtaining an activated dielectric waveguide with a double retroreflective sheath, having low optical losses and a high conversion coefficient of pump power at high concentrations of activator impurities.

Признаки, используемые для характеристики изобретенияFeatures used to characterize the invention

Признаком, характеризующим изобретение, является использование трубки из кварцевого стекла в качестве подложки для формирования слоев стекла, образующих диэлектрический волновод, и, одновременно, в качестве опорной трубки для осаждения этих слоев путем плазмохимического CVD процесса на ее внутренней поверхности.A characteristic of the invention is the use of a quartz glass tube as a substrate for forming glass layers forming a dielectric waveguide, and, at the same time, as a support tube for depositing these layers by a plasma-chemical CVD process on its inner surface.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На рис.1 представлен поперечный срез трубки с осажденной на ее внутренней поверхности концентрической структурой слоев, образующих диэлектрический волновод с двойной светоотражающей оболочкой и активированной сердцевиной: 1, 5 - внутренний и внешний слои второй светоотражающей оболочки, 2, 4 - внутренний и внешний слои первой светоотражающей оболочки, 3 - активированная сердцевина, 6 - опорная трубка (подложка).Figure 1 shows a transverse section of a tube with a concentric structure of the layers deposited on its inner surface, forming a dielectric waveguide with a double reflective sheath and an activated core: 1, 5 - the inner and outer layers of the second reflective sheath, 2, 4 - the inner and outer layers of the first reflective shell, 3 - activated core, 6 - support tube (substrate).

На рис.2(а) показано сечение канального волновода с активированной сердцевиной и двойной светоотражающей оболочкой. Волновод получен из поперечного кольцевого среза опорной трубки с осажденной на ее внутренней поверхности структурой слоев, показанной на рис.1. Рис.2(б) иллюстрирует радиальный профиль показателя преломления в такой структуре: 1 - внутренний слой второй светоотражающей оболочки, 2 - внутренний слой первой светоотражающей оболочки, 3 - активированная сердцевина, 4 - внешний слой первой светоотражающей оболочки, 5 - внешний слой второй светоотражающей оболочки, 6 - опорная трубка (подложка).Figure 2 (a) shows a cross section of a channel waveguide with an activated core and a double retroreflective sheath. The waveguide was obtained from a transverse annular section of the support tube with the layer structure deposited on its inner surface, shown in Fig. 1. Fig. 2 (b) illustrates the radial profile of the refractive index in such a structure: 1 is the inner layer of the second reflective shell, 2 is the inner layer of the first reflective shell, 3 is the activated core, 4 is the outer layer of the first reflective shell, 5 is the outer layer of the second reflective shells, 6 - support tube (substrate).

На рис.3 представлена схема, иллюстрирующая плазмохимический CVD процесс при пониженном давлении для осаждения на внутренней поверхности опорной трубки (подложки) волноводной структуры на основе легированного аморфного диоксида кремния с двойной светоотражающей оболочкой и активированной сердцевиной: 6 - опорная трубка (подложка) из кварцевого стекла, 7 - возбудитель поверхностных плазменных волн.Figure 3 shows a diagram illustrating the plasma-chemical CVD process under reduced pressure for deposition on the inner surface of the support tube (substrate) of a waveguide structure based on doped amorphous silicon dioxide with a double reflective shell and an activated core: 6 - quartz glass support tube (substrate) , 7 - causative agent of surface plasma waves.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Для осуществления изобретения на внутреннюю поверхность трубки из кварцевого стекла осаждают слой аморфного диоксида кремния, легированного фтором (вторая светоотражающая оболочка), затем наносят слой нелегированного аморфного диоксида кремния (первая светоотражающая оболочка), затем осаждают слой стекла, исполняющего роль активированной сердцевины. Этот слой изготавливают на основе аморфного диоксида кремния с добавками алюминия, фосфора (по отдельности либо совместно) для повышения растворимости в стекле редкоземельных активаторов. Кроме того, к стеклу добавляют бор и германий для управления показателем преломления стекла и тем самым числовой апертурой волновода. В качестве активатора используют добавки к стеклу Еr, Но, Yb, Nd, Tm либо Bi в зависимости от длины волны лазерной генерации и спектрального диапазона усиления. Поверх слоя стекла активированной сердцевины вновь осаждают слой нелегированного аморфного диоксида кремния, а затем слой кварцевого стекла, легированного фтором.To carry out the invention, a layer of amorphous fluorine-doped silicon dioxide is deposited on the inner surface of the quartz glass tube (second reflective sheath), then a layer of undoped amorphous silicon dioxide (first reflective sheath) is deposited, and then a layer of glass acting as an activated core is deposited. This layer is made on the basis of amorphous silicon dioxide with the addition of aluminum, phosphorus (separately or together) to increase the solubility in the glass of rare-earth activators. In addition, boron and germanium are added to the glass to control the refractive index of the glass and thereby the numerical aperture of the waveguide. As an activator, Er, Ho, Yb, Nd, Tm, or Bi additives to the glass are used, depending on the laser wavelength and the spectral gain range. On top of the glass layer of the activated core, a layer of undoped amorphous silicon dioxide is again deposited, and then a layer of quartz glass doped with fluorine.

Вышеописанная структура слоев, схематично показанная на рис.1, реализуется при помощи плазмохимического CVD процесса преобразования галогенидов металлов в оксиды в СВЧ разряде при пониженном давлении.The above-described layer structure, shown schematically in Fig. 1, is realized using the plasma-chemical CVD process of converting metal halides to oxides in a microwave discharge under reduced pressure.

Рассмотрим конкретный пример. Пусть требуется изготовить волновод, профиль показателя преломления которого схематично представлен на рис.2(б). Пусть активированная Еr сердцевина имеет толщину 20 мкм при числовой апертуре 0,1, толщине первой светоотражающей оболочки 100 мкм, числовой апертуре по второй светоотражающей оболочке 0,2. Для изготовления волновода с такой структурой в подогретую до 1000°С трубку из кварцевого стекла внутренним диаметром 16 мм и толщиной стенки 2 мм подается смесь газов O2 и SiCl4 при полном давлении 1 кПа. Расход SiCl4 устанавливают на уровне 20 см3/мин. Расход O2 поддерживают на вдвое большем уровне. В трубке возбуждается стационарный СВЧ разряд в виде плазменного столба, длина которого изменяется при периодическом изменении подводимой к плазме СВЧ мощности в интервале 100-5000 Вт. Реагенты, попадая в область плазмы, испытывают химические превращения, в результате которых нарабатываются молекулы оксидов, которые адсорбируются на внутренней поверхности трубки, образуя зону осаждения, как это схематично показано на рис.3. Изменение длины плазменного столба приводит к перемещению зоны осаждения оксидов вдоль трубки и тем самым к формированию слоя аморфного диэлектрика на основе диоксида кремния.Consider a specific example. Let it be required to produce a waveguide, the profile of the refractive index of which is schematically shown in Fig. 2 (b). Let the activated Er core have a thickness of 20 μm with a numerical aperture of 0.1, a thickness of the first reflective shell of 100 μm, and a numerical aperture of the second reflective shell of 0.2. To fabricate a waveguide with such a structure, a mixture of quartz glass O 2 and SiCl 4 at a total pressure of 1 kPa is fed into a quartz glass tube with an inner diameter of 16 mm and a wall thickness of 2 mm. The flow rate of SiCl 4 is set at 20 cm 3 / min. O 2 consumption is maintained at twice the level. A stationary microwave discharge is excited in the tube in the form of a plasma column, the length of which changes with a periodic change in the microwave power supplied to the plasma in the range of 100-5000 watts. Reagents entering the plasma region undergo chemical transformations, resulting in the formation of oxide molecules that are adsorbed on the inner surface of the tube, forming a deposition zone, as shown schematically in Fig. 3. Changing the length of the plasma column leads to the displacement of the oxide deposition zone along the tube and thereby to the formation of a layer of amorphous dielectric based on silicon dioxide.

Сначала синтезируют внутренний слой второй светоотражающей оболочки. Для этого к смеси газов добавляют СF4, устанавливая расход этого реагента на уровне 10% от расхода SiCl4. В этом режиме проводят осаждение в течение 10 минут. Затем убирают СF4 и ведут осаждение нелегированного диоксида кремния в течение 20 минут. В этом режиме синтезируется внутренняя часть первой светоотражающей оболочки (см. рис.2(а)). После этого синтезируют слой активированной сердцевины. С этой целью к газовой смеси добавляют пары АlВr3, ЕrСl3, ВСl3, расходы которых поддерживают на уровнях 20%, 3%, 25% от расхода SiCl4 соответственно. Осаждение ведут в течение 5 минут. После этого обнуляют расходы всех реагентов кроме SiCl4 и O2 и ведут осаждение в этом режиме в течение 20 минут. Так проводят синтез второй, внешней части первой светоотражающей оболочки. Затем к смеси газов вновь добавляют CF4, устанавливая расход этого реагента на уровне 10% от расхода SiCl4. В этом режиме проводят осаждение в течение 10 минут. В результате осаждается внешняя часть второй светоотражающей оболочки.First, the inner layer of the second retroreflective sheath is synthesized. For this, CF 4 is added to the gas mixture, setting the consumption of this reagent at 10% of the consumption of SiCl 4 . In this mode, deposition is carried out for 10 minutes. Then CF 4 is removed and the undoped silica is precipitated for 20 minutes. In this mode, the inner part of the first reflective shell is synthesized (see Fig. 2 (a)). After that, the activated core layer is synthesized. For this purpose, AlBr 3 , ErCl 3 , BCl 3 vapors are added to the gas mixture, the flow rates of which are maintained at 20%, 3%, 25% of the consumption of SiCl 4, respectively. Precipitation is carried out for 5 minutes. After that, the costs of all reagents except SiCl 4 and O 2 are zeroed and the precipitation is carried out in this mode for 20 minutes. So the synthesis of the second, outer part of the first retroreflective sheath is carried out. Then, CF 4 is again added to the gas mixture, setting the consumption of this reagent at 10% of the consumption of SiCl 4 . In this mode, deposition is carried out for 10 minutes. As a result, the outer part of the second retroreflective sheath is deposited.

Claims (9)

1. Оптический волновод с активированной сердцевиной и двойной светоотражающей оболочкой, состоящий из пяти последовательно нанесенных на подложку один поверх другого слоев аморфного диэлектрика 1, 2, 3, 4, 5 с показателями преломления n1, n2, n3, n4, n5 соответственно так, что n1<n2<n3, |n2-n4|<10-3, |n1-n5|<10-3, а слой 3 содержит примесь активатора, отличающийся тем, что подложкой служит трубка из кварцевого стекла с внутренним диаметром от 3 до 35 мм, толщиной стенки от 0,1 до 5 мм, причем слои 1-5 нанесены на внутреннюю поверхность трубки.1. An optical waveguide with an activated core and a double retroreflective sheath, consisting of five layers of an amorphous dielectric 1, 2, 3, 4, 5 sequentially deposited on top of one another on a substrate with refractive indices n 1 , n 2 , n 3 , n 4 , n 5, respectively, so that n 1 <n 2 <n 3 , | n 2 -n 4 | <10 -3 , | n 1 -n 5 | <10 -3 , and layer 3 contains an admixture of activator, characterized in that the substrate a quartz glass tube with an inner diameter of 3 to 35 mm, a wall thickness of 0.1 to 5 mm, and layers 1-5 are deposited on the inner surface of the tube. 2. Оптический волновод по п.1, отличающийся тем, что слои 2, 4 выполнены из аморфного диоксида кремния толщиной от 10 до 300 мкм.2. The optical waveguide according to claim 1, characterized in that the layers 2, 4 are made of amorphous silicon dioxide with a thickness of 10 to 300 microns. 3. Оптический волновод по п.1, отличающийся тем, что слои 1, 5 выполнены из аморфного диоксида кремния с примесью фтора в диапазоне концентраций 0,2 - 15 мас.%.3. The optical waveguide according to claim 1, characterized in that the layers 1, 5 are made of amorphous silicon dioxide mixed with fluorine in a concentration range of 0.2-15 wt.%. 4. Оптический волновод по п.1, отличающийся тем, что слой 3 выполнен из стекла на основе аморфного диоксида кремния, содержащего в своем составе примеси по отдельности либо в комбинации: алюминия до 10 мас.%, фосфора до 15 мас.%, бора до 10 мас.%, германия до 10 мас.%.4. The optical waveguide according to claim 1, characterized in that the layer 3 is made of glass based on amorphous silicon dioxide containing impurities individually or in combination: aluminum up to 10 wt.%, Phosphorus up to 15 wt.%, Boron up to 10 wt.%, Germany up to 10 wt.%. 5. Оптический волновод по п.1, отличающийся тем, что в качестве активатора для слоя 3 используется примесь редкоземельных элементов Еr, Tm, Yb, Но, Nd в диапазоне концентраций 0,01 - 15 мас.%.5. The optical waveguide according to claim 1, characterized in that as an activator for layer 3, an admixture of rare-earth elements Er, Tm, Yb, Ho, Nd is used in a concentration range of 0.01 - 15 wt.%. 6. Оптический волновод по п.1, отличающийся тем, что в качестве активатора для слоя 3 используется примесь висмута в диапазоне концентраций 0,001 - 1 мас.%.6. The optical waveguide according to claim 1, characterized in that as an activator for layer 3, an admixture of bismuth is used in a concentration range of 0.001 to 1 wt.%. 7. Способ изготовления оптического волновода по п.1, включающий нагрев опорной трубки, подачу в нее реагентов в виде смеси молекулярных газов SiCl4, O2, N2O и паров легирующих элементов, возбуждение в трубке стационарного СВЧ-разряда в виде плазменного столба, длина которого периодически изменяется за счет вариации подводимой к плазме СВЧ-мощности, с осаждением продуктов реакций на внутренней поверхности трубки, отличающийся тем, что полное давление в трубке не превышает 6 кПа.7. A method of manufacturing an optical waveguide according to claim 1, comprising heating the support tube, supplying reagents to it in the form of a mixture of molecular gases SiCl 4 , O 2 , N 2 O and vapor of alloying elements, excitation in the tube of a stationary microwave discharge in the form of a plasma column , the length of which periodically varies due to the variation of the microwave power supplied to the plasma, with the precipitation of reaction products on the inner surface of the tube, characterized in that the total pressure in the tube does not exceed 6 kPa. 8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что температура стенки опорной трубки поддерживается в интервале 400-1200°С.8. The method according to p. 7, characterized in that the temperature of the wall of the support tube is maintained in the range of 400-1200 ° C. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что период вариации подводимой к плазме СВЧ мощности лежит в интервале 0,001-25 с. 9. The method according to claim 7, characterized in that the period of variation of the microwave power supplied to the plasma lies in the range of 0.001-25 s.
RU2010149377/28A 2010-12-03 2010-12-03 Integral optical waveguide with activated core, double light-reflective shell and its manufacture method RU2457519C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010149377/28A RU2457519C1 (en) 2010-12-03 2010-12-03 Integral optical waveguide with activated core, double light-reflective shell and its manufacture method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010149377/28A RU2457519C1 (en) 2010-12-03 2010-12-03 Integral optical waveguide with activated core, double light-reflective shell and its manufacture method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010149377A RU2010149377A (en) 2012-06-10
RU2457519C1 true RU2457519C1 (en) 2012-07-27

Family

ID=46679586

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010149377/28A RU2457519C1 (en) 2010-12-03 2010-12-03 Integral optical waveguide with activated core, double light-reflective shell and its manufacture method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2457519C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2712906C1 (en) * 2016-04-21 2020-01-31 Фиберхоум Телекоммьюникейшн Технолоджис Ко., Лтд Method for efficient production of doped fibre-optic workpiece and doped optical fibre workpiece
RU2768315C1 (en) * 2019-06-12 2022-03-23 Файберхоум Телекоммьюникейшн Текнолоджиз Ко., Лтд Optical fiber billet and method for manufacturing ultra-low attenuation optical fiber, as well as optical fiber

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2271025C2 (en) * 2000-06-09 2006-02-27 Драка Файбр Текнолоджи Б.В. Single-mode optical fiber and method of production of single-mode optical fiber
WO2008117249A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Scuola Superiore Di Studi Universitari E Di Perfezionamento Sant'anna Integrated optical waveguide amplifier or laser with rare earth ions and sensitizer elements co-doped core and related optical pumping method
RU2356077C2 (en) * 2004-10-22 2009-05-20 Фудзикура Лтд. Optical fibre and communication system, and system of multiplexing with division over wavelength

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2271025C2 (en) * 2000-06-09 2006-02-27 Драка Файбр Текнолоджи Б.В. Single-mode optical fiber and method of production of single-mode optical fiber
RU2356077C2 (en) * 2004-10-22 2009-05-20 Фудзикура Лтд. Optical fibre and communication system, and system of multiplexing with division over wavelength
WO2008117249A1 (en) * 2007-03-26 2008-10-02 Scuola Superiore Di Studi Universitari E Di Perfezionamento Sant'anna Integrated optical waveguide amplifier or laser with rare earth ions and sensitizer elements co-doped core and related optical pumping method

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2712906C1 (en) * 2016-04-21 2020-01-31 Фиберхоум Телекоммьюникейшн Технолоджис Ко., Лтд Method for efficient production of doped fibre-optic workpiece and doped optical fibre workpiece
RU2768315C1 (en) * 2019-06-12 2022-03-23 Файберхоум Телекоммьюникейшн Текнолоджиз Ко., Лтд Optical fiber billet and method for manufacturing ultra-low attenuation optical fiber, as well as optical fiber

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010149377A (en) 2012-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9151889B2 (en) Rare earth doped and large effective area optical fibers for fiber lasers and amplifiers
JP5746247B2 (en) Rare earth doped optical fiber
US7203407B2 (en) Rare earth doped single polarization double clad optical fiber and a method for making such fiber
EP1805537A2 (en) Rare earth doped single polarization double clad optical fiber with plurality of air holes
JP5612654B2 (en) Rare earth doped optical fibers for fiber lasers and fiber amplifiers
EP1979773A1 (en) Rare earth doped double clad optical fiber with plurality of air holes and stress rods
WO2005082801A2 (en) Optical fiber and method for making such fiber
US8254017B2 (en) Optical fiber amplifier and methods of making the same
CN100587528C (en) Gain photon crystal fiber waveguide and its device
Harun et al. Diode-pumped 1028 nm Ytterbium-doped fiber laser with near 90% slope efficiency
US20090052476A1 (en) Optical fiber for an optical fiber laser, method for fabricating the same, and optical fiber laser
Halder et al. Wideband spectrum-sliced ASE source operating at 1900-nm region based on a double-clad ytterbium-sensitized thulium-doped fiber
Pedrazza et al. Yb3+: Al3+: sol–gel silica glass fiber laser
RU2457519C1 (en) Integral optical waveguide with activated core, double light-reflective shell and its manufacture method
JPH0359547A (en) Optical fiber amplifier
Wang et al. Bismuth-doped silica fiber fabricated by atomic layer deposition doping technique
Maier et al. Active polymer fibres doped with organic dyes: Generation and amplification of coherent radiation
Shahabuddin et al. Multi-wavelength ytterbium doped fiber laser based on longitudinal mode interference
JP2006058912A (en) Dope fiber, its splicing method and optical amplifier
Choudhury et al. Bend insensitive Yb-doped fiber fabricated through vapour phase doping process
Ha et al. High-power microcavity lasers based on highly erbium-doped sol–gel aluminosilicate glasses
Mansoor et al. Fabrication and characterization of a bismuth-doped fiber with phosphorus
RU74628U1 (en) DEVICE FOR MANUFACTURE OF OPTICAL WAVEGUIDES
JP5329347B2 (en) Optical fiber for ultraviolet transmission and method for manufacturing the same
Mashinsky et al. Raman gain properties of germania-based core silica fiber

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20130828

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131204

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20141010

PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161204

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20171127

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191204