RU2463264C2 - OPTICAL GLASS, CAPABLE OF LUMINESCENCE IN 1000-1700 nm RANGE, METHODS OF PRODUCING SAID GLASS (VERSIONS) AND FIBRE LIGHT GUIDE - Google Patents

OPTICAL GLASS, CAPABLE OF LUMINESCENCE IN 1000-1700 nm RANGE, METHODS OF PRODUCING SAID GLASS (VERSIONS) AND FIBRE LIGHT GUIDE Download PDF

Info

Publication number
RU2463264C2
RU2463264C2 RU2010138153/03A RU2010138153A RU2463264C2 RU 2463264 C2 RU2463264 C2 RU 2463264C2 RU 2010138153/03 A RU2010138153/03 A RU 2010138153/03A RU 2010138153 A RU2010138153 A RU 2010138153A RU 2463264 C2 RU2463264 C2 RU 2463264C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bismuth
glass
temperature
source
luminescence
Prior art date
Application number
RU2010138153/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010138153A (en
Inventor
Владимир Борисович Сулимов (RU)
Владимир Борисович Сулимов
Алексей Николаевич Романов (RU)
Алексей Николаевич Романов
Зухра Тимуровна Фаттахова (RU)
Зухра Тимуровна Фаттахова
Денис Михайлович Жигунов (RU)
Денис Михайлович Жигунов
Владимир Николаевич Корчак (RU)
Владимир Николаевич КОРЧАК
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Димонта"
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 "Димонта" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Димонта"
Priority to RU2010138153/03A priority Critical patent/RU2463264C2/en
Priority to PCT/RU2011/000699 priority patent/WO2012036592A2/en
Publication of RU2010138153A publication Critical patent/RU2010138153A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2463264C2 publication Critical patent/RU2463264C2/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02Optical fibres with cladding with or without a coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B5/00Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture
    • C03B5/06Melting in furnaces; Furnaces so far as specially adapted for glass manufacture in pot furnaces
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C13/00Fibre or filament compositions
    • C03C13/04Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • C03C13/048Silica-free oxide glass compositions
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/12Silica-free oxide glass compositions
    • C03C3/122Silica-free oxide glass compositions containing oxides of As, Sb, Bi, Mo, W, V, Te as glass formers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C4/00Compositions for glass with special properties
    • C03C4/12Compositions for glass with special properties for luminescent glass; for fluorescent glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/08Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials
    • C09K11/74Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing inorganic luminescent materials containing arsenic, antimony or bismuth
    • C09K11/7464Phosphates

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to laser glass and fibre light guides. Disclosed is optical glass, capable of luminescence in the 1000-1700 nm range when excited by radiation in the 400-900 nm wavelength range; the main glass-forming component in the glass is P2O5 and/or B2O3, and the luminescence source is bismuth in a subvalent state, wherein content of bismuth in terms of Bi2O3 ranges from 0.001 to 50 mol %. To obtain optical glass, a P2O5 and/or B2O3 source is mixed with a bismuth (III) source; the obtained mixture is heated at a rate of 0.1-2°C per minute to temperature 400-600°C; synproportioning of bismuth metal and the bismuth (III) source is carried out while heating to temperature 800-1100°C at a rate of 10-12°C per minute; the melt is cooled to solid state and then annealed. Bismuth metal is additionally introduced into the process after heating the mixture to 400-600°C or is obtained in the glass production process. In another version of the method, the mixture heated to 400-600°C is cooled to room temperature and the solidified melt is heated for 1-48 hours to temperature 700-1000°C in the atmosphere of an inert gas. The obtained optical glass can be used to make the core of a fibre light guide with a reflecting cladding, having refraction index lower than that of the core.
EFFECT: obtaining glass with stable luminescence in the 1000-1700 nm range using an optimum method.
17 cl, 14 ex, 2 tbl, 3 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к лазерным средам, в том числе к лазерным стеклам и волоконным световодам. В частности настоящее изобретение относится к оптическому стеклу, обладающему способностью к люминесценции в диапазоне 1000-1700 нм при возбуждении излучением с длинами волн в пределах 400-900 нм, а также к способам его получения и волоконному световоду, содержащему такое стекло.The present invention relates to laser media, including laser glasses and optical fibers. In particular, the present invention relates to optical glass having luminescence in the range of 1000-1700 nm when excited by radiation with wavelengths in the range of 400-900 nm, as well as to methods for its production and a fiber waveguide containing such glass.

Развитие волоконно-оптических линий связи стало стимулом создания волоконных широкополосных перестраиваемых источников излучения и оптических усилителей для ближнего ИК-диапазона. В то же время, лавинообразный рост объемов передаваемой информации в телекоммуникационных системах требует активного освоения новых спектральных диапазонов. Наибольший интерес представляет спектральный диапазон 1000-1700 нм, в котором волоконные световоды на основе кварцевого стекла имеют наименьшие потери. В этом диапазоне находятся сравнительно узкие линии усиления и лазерной генерации волоконных световодов с сердцевиной, легированной ионами редкоземельных элементов таких, как Nd3+, Yb3+ и Er3+ и некоторых других, которые, однако, не покрывают широкую область спектра 1150-1500 нм.The development of fiber-optic communication lines has become an incentive for the creation of fiber broadband tunable radiation sources and optical amplifiers for the near infrared range. At the same time, an avalanche-like increase in the volume of transmitted information in telecommunication systems requires the active development of new spectral ranges. Of most interest is the spectral range 1000-1700 nm, in which fiber optic fibers based on quartz glass have the least loss. In this range, there are relatively narrow lines of amplification and laser generation of fiber optical fibers with a core doped with rare earth ions such as Nd 3+ , Yb 3+ and Er 3+ and some others, which, however, do not cover a wide spectral range 1150-1500 nm

Значительный прогресс в освоении этого спектрального диапазона 1000-1700 нм достигается при использовании в качестве активной среды стекол, легированных висмутом, в которых, иногда при определенных составах и условиях приготовления, наблюдается долгоживущая (до 1700 мкс) широкополосная (до 500 нм) люминесценция со спектральным положением максимума в области 1050-1420 нм, покрывающая спектральный диапазон от 900 до 2000 нм (Yasushi Fujimoto and Masahiro Nakatsuka, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1, 40, L279 (2001); Yasushi Fujimoto and Masahiro Nakatsuka, Optical amplification in bismuth-doped silica glass, Appl. Phys. Lett. 82, 3325, 2003; I.A.Bufetov, E.M.Dianov, Bi-doped fiber lasers. Laser Physics Letters, Volume 6, Issue 7, Pages 487-504, 2009; Evgeny M. Dianov, Bi-doped glass optical fibers: Is it a new breakthrough in laser materials, J. Non-Cryst. Solids, 355 (2009), p.1861-1864).Significant progress in mastering this spectral range of 1000-1700 nm is achieved by using bismuth doped glasses as an active medium, in which, sometimes under certain compositions and preparation conditions, long-lived (up to 1700 μs) broadband (up to 500 nm) luminescence with spectral the maximum position in the region of 1050-1420 nm, covering the spectral range from 900 to 2000 nm (Yasushi Fujimoto and Masahiro Nakatsuka, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1, 40, L279 (2001); Yasushi Fujimoto and Masahiro Nakatsuka, Optical amplification in bismuth-doped silica glass, Appl. Phys. Lett. 82, 3325, 2003; IABufetov, EM Dianov, Bi- doped fiber lasers. Laser Physics Letters, Volume 6, Issue 7, Pages 487-504, 2009; Evgeny M. Dianov, Bi-doped glass optical fibers: Is it a new breakthrough in laser materials, J. Non-Cryst. Solids, 355 (2009), p. 1861-1864).

Например, известно (US 2006/0199721, 07.09.2006) оптическое стекло, содержащее оксид висмута, оксид алюминия и стеклообразующий компонент, где стеклообразующий компонент представляет собой предпочтительно оксид фосфора или оксид бора. Способ приготовления стекол включает предварительный прогрев исходных компонентов состава при температуре не менее 300°С и их последующее расплавление при температуре 1250-1500°С. В источнике указано, что полученное стекло обладает люминесценцией в инфракрасной области 900-1400 нм при возбуждении излучением 400-900 нм.For example, it is known (US 2006/0199721, 09/07/2006) optical glass containing bismuth oxide, alumina and a glass-forming component, where the glass-forming component is preferably phosphorus oxide or boron oxide. A method for preparing glasses involves preheating the initial components of the composition at a temperature of at least 300 ° C and their subsequent melting at a temperature of 1250-1500 ° C. The source indicates that the obtained glass has luminescence in the infrared region of 900-1400 nm when excited by radiation of 400-900 nm.

JP 2009035448 (19.02.2009) раскрывает стекло, обладающее люминесценцией, достаточной для применения в оптических усилителях; стекло имеет следующий состав, мол.%: 0.001-15% оксида висмута, 0-60% (MgO+CaO+SrO+BaO), 1-60% ZnO, 0-5% Al2O3, 0-5% SiO2, 38-64% В2О3 и 1% или менее (включая 0%) Li2O+Na2O+K2O+Cs2O.JP 2009035448 (02.19.2009) discloses glass having luminescence sufficient for use in optical amplifiers; glass has the following composition, mol.%: 0.001-15% bismuth oxide, 0-60% (MgO + CaO + SrO + BaO), 1-60% ZnO, 0-5% Al 2 O 3 , 0-5% SiO 2 , 38-64% B 2 O 3 and 1% or less (including 0%) Li 2 O + Na 2 O + K 2 O + Cs 2 O.

В патенте RU 2302066 С1 27.06.2007 описано оптическое оксидное стекло, представляющее сердцевину волоконного световода для оптического излучения на длине волны в диапазоне 1000-1700 нм. Стекло содержит оксид висмута, оксиды кремния или германия.In patent RU 2302066 C1, June 27, 2007, optical oxide glass is described representing the core of a fiber waveguide for optical radiation at a wavelength in the range of 1000-1700 nm. Glass contains bismuth oxide, silicon oxides or germanium.

Однако, как было обнаружено авторами, предлагаемые в цитируемых источниках оптические стекла не всегда проявляют желаемую люминесценцию в диапазоне 1000-1700 нм, то есть результат получения люминесценции такого стекла не является гарантированным, а носит случайный характер. Соответственно получаемые люминесцентные материалы не обладают стабильными и воспроизводимыми для промышленного применения характеристиками.However, as was found by the authors, the optical glasses proposed in the cited sources do not always show the desired luminescence in the range of 1000-1700 nm, that is, the result of the luminescence of such glass is not guaranteed, but is random in nature. Accordingly, the resulting luminescent materials do not have stable and reproducible characteristics for industrial applications.

Многочисленные исследования авторов показали, что одной из причин гарантированной люминесценции легированных висмутом стекол является присутствие в таком стекле висмута в субвалентном состоянии. Под висмутом в субвалентном состоянии или субвалентным висмутом понимают соединения

Figure 00000001
, где формальная степень окисления висмута
Figure 00000002
, а количество атомов висмута не превышает 9: 1≤n≤9.Numerous studies by the authors have shown that one of the reasons for guaranteed luminescence of bismuth-doped glasses is the presence of bismuth in such a glass in a subvalent state. By bismuth in the subvalent state or subvalent bismuth is meant compounds
Figure 00000001
where the formal oxidation state of bismuth
Figure 00000002
and the number of bismuth atoms does not exceed 9: 1≤n≤9.

Как правило, висмут в субвалентном состоянии является нестабильным. Авторам удалось выяснить, что ключевым фактором, влияющим на стабильность висмута в субвалентном состоянии в среде оксидных стекол, является высокая оксокислотность среды (отметим, что высокая оксокислотность способствует повышению устойчивости низких степеней окисления других элементов, например, железа, смотреть, например, Redox Behavior and Electrochemical Behavior of Glass Melts в Properties of Glass-Forming Melts Ed. by L.D.Pye, A.Montenero, I.Joseph, p.27, CRC Press, 2005). Под средами с высокой оксокислотностью (кислотность по Люксу-Флуду) понимают такие среды, в которых концентрация свободного иона О2- является низкой. В концепции оксокислотности по Люксу-Флуду ион О2- является основанием в оксидных расплавах и стеклах, а соответственно, вещества, связывающие этот ион выступают в роли оксокислот (Victor Cherginets, Oxoacidity: reactions of oxo-compounds in ionic solvents, in sen Comprehensive Chemical Kinetics, Elsevier, 2005). Так, оксокислотами могут выступать метафосфатные расплавы за счет реакции связывания (на примере циклотрифосфат иона):As a rule, bismuth in the subvalent state is unstable. The authors were able to find out that the key factor affecting the stability of bismuth in the subvalent state in the environment of oxide glasses is the high acidity of the medium (note that high acidity enhances the stability of low oxidation states of other elements, such as iron, see, for example, Redox Behavior and Electrochemical Behavior of Glass Melts in Properties of Glass-Forming Melts Ed. By LDPye, A. Montenero, I. Joseph, p. 27, CRC Press, 2005). By environments with high oxo-acidity (Lux-Flood acidity) is meant those media in which the concentration of the free O 2– ion is low. In the Lux Flood concept of oxyacidity, the O 2- ion is the base in oxide melts and glasses, and accordingly, the substances that bind this ion act as oxyacids (Victor Cherginets, Oxoacidity: reactions of oxo-compounds in ionic solvents, in sen Comprehensive Chemical Kinetics, Elsevier, 2005). So, metaphosphate melts can act as oxoacids due to the binding reaction (for example, cyclotriphosphate ion):

Figure 00000003
Figure 00000003

Аналогично могут реагировать оксоанионы конденсированные борных кислот, поддерживая высокую оксокислотность среды.Condensed boric acid oxoanions can react similarly, maintaining a high oxoacidity of the medium.

Таким образом, технической задачей настоящего изобретения является создание оптического стекла, обладающего стабильной люминесценцией в диапазоне 1000-1700 нм, оптимальных способов его получения и волоконного световода на основе такого стекла.Thus, the technical task of the present invention is the creation of optical glass having stable luminescence in the range of 1000-1700 nm, the optimal methods for its production and fiber optic fiber based on such glass.

Поставленная задача решается путем создания оптического стекла, обладающего способностью к люминесценции в диапазоне 1000-1700 нм при возбуждении излучением с длинами волн в пределах 400-900 нм, характеризующегося тем, что оно содержит Р2О5 и/или В2О3 в качестве стеклообразующих компонентов и висмут в субвалентном состоянии в качестве источника люминесценции.The problem is solved by creating an optical glass having luminescence in the range of 1000-1700 nm when excited by radiation with wavelengths in the range of 400-900 nm, characterized in that it contains P 2 O 5 and / or B 2 O 3 as glass-forming components and bismuth in a subvalent state as a source of luminescence.

Как оказалось, такой состав стекла обеспечивает гарантированную люминесценцию в диапазоне 1000-1700 нм благодаря, во-первых, содержанию субвалентного висмута и, во-вторых, высокой оксокислотности среды за счет солей конденсированных фосфорных и борных кислот, которая способствует стабилизации висмута в субвалентном состоянии.As it turned out, such a glass composition provides guaranteed luminescence in the range of 1000-1700 nm due, firstly, to the content of subvalent bismuth and, secondly, to high acidity of the medium due to salts of condensed phosphoric and boric acids, which helps stabilize bismuth in the subvalent state.

Содержание висмута в предложенном стекле в пересчете на оксид Bi2O3 составляет от 0.001% до 50% молярных.The bismuth content in the proposed glass in terms of Bi 2 O 3 oxide is from 0.001% to 50% molar.

В одном аспекте настоящего изобретения заявленное стекло дополнительно содержит, по меньшей мере, один оксид одновалентного и/или двухвалентного металла и/или оксид редкоземельного металла Re2O3, и/или оксид элемента, выбранного из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, ниобия, тантала, вольфрама, тория.In one aspect of the present invention, the claimed glass further comprises at least one monovalent and / or divalent metal oxide and / or rare earth oxide Re 2 O 3 and / or oxide of an element selected from the group consisting of titanium, zirconium, hafnium , niobium, tantalum, tungsten, thorium.

Предпочтительно содержание оксидов одновалентного или двухвалентного металла равно от 0 до 50%. Оксид одновалентного металла выбирают из группы, состоящей из Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O. Оксид двухвалентного металла выбирают из следующей группы, состоящей из MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, CdO, PbO.Preferably, the oxide content of the monovalent or divalent metal is from 0 to 50%. The monovalent metal oxide is selected from the group consisting of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O. The divalent metal oxide is selected from the following group consisting of MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, CdO , PbO.

Введение оксидов одновалентных металлов уменьшает вязкость расплава и облегчает изготовление из стекла необходимых оптических элементов. Вместе с тем, избыток оксида одновалентного металла приводит к уменьшению оксокислотности стекла, дестабилизации субвалентных состояний висмута и уменьшению ИК-люминесценции.The introduction of monovalent metal oxides reduces the viscosity of the melt and facilitates the manufacture of the necessary optical elements from glass. At the same time, an excess of monovalent metal oxide leads to a decrease in the glass acidity, destabilization of bismuth subvalent states, and a decrease in IR luminescence.

Введение оксидов двухвалентных металлов повышает стойкость стекла к воздействию воды и водяных паров (химическая стойкость). Стабильность висмута в субвалентном состоянии практически не изменяется при введении оксидов двухвалентных металлов. Вместе с тем, их избыток повышает рабочую температуру изготовления стекла и уменьшает устойчивость стекла по отношению к кристаллизации.The introduction of divalent metal oxides increases the resistance of glass to water and water vapor (chemical resistance). The stability of bismuth in the subvalent state practically does not change with the introduction of oxides of divalent metals. At the same time, their excess increases the working temperature of glass manufacturing and reduces the stability of glass with respect to crystallization.

Предпочтительно содержание оксида редкоземельного элемента равно от 0 до 30%. При этом редкоземельный металл выбирают из группы, состоящей из скандия, иттрия, лантана. Введение оксидов скандия, иттрия, лантана повышает химическую стойкость стекла. Избыток этих оксидов значительно увеличивает рабочую температуру изготовления стекла и увеличивает тенденцию к кристаллизации.Preferably, the content of rare earth oxide is from 0 to 30%. In this case, the rare earth metal is selected from the group consisting of scandium, yttrium, lanthanum. The introduction of oxides of scandium, yttrium, lanthanum increases the chemical resistance of glass. Excess of these oxides significantly increases the working temperature of glass manufacturing and increases the tendency to crystallization.

В соответствии с одним из вариантов настоящего изобретения способ получения предложенного стекла осуществляют следующим образом:In accordance with one variant of the present invention, the method of producing the proposed glass is as follows:

проводят смешивание стеклообразующих компонентов и источника висмута (III), нагрев полученной смеси на воздухе со скоростью около 0.1-2°С в минуту до температуры 400-600°С для удаления газообразных продуктов, получение висмута в субвалентном состоянии по реакции синпропорционирования металлического висмута и источника висмута (III) при нагревании до температуры 800-1100°С со скоростью 10-12°С в минуту, охлаждение расплава до твердого состояния, отжиг и медленное охлаждение полученного стекла до комнатной температуры.they mix the glass-forming components and the bismuth (III) source, heat the resulting mixture in air at a rate of about 0.1-2 ° C per minute to a temperature of 400-600 ° C to remove gaseous products, obtain bismuth in a subvalent state by the reaction of the bismuth metal and source bismuth (III) when heated to a temperature of 800-1100 ° C at a rate of 10-12 ° C per minute, cooling the melt to a solid state, annealing and slowly cooling the resulting glass to room temperature.

В соответствии с предложенным способом в качестве стеклообразующих компонентов используют Р2О5 и/или В2О3, или источник Р2О5, и/или В2О3.In accordance with the proposed method, P 2 O 5 and / or B 2 O 3 or a source of P 2 O 5 and / or B 2 O 3 are used as glass-forming components.

В качестве источника Р2О5 кроме самого оксида фосфора (V) можно использовать в предложенном способе фосфорную кислоту, кислые фосфаты аммония и щелочных металлов, пирофосфаты и кислые пирофосфаты аммония и щелочных металлов, полифосфаты аммония и щелочных металлов, метафосфаты аммония и щелочных металлов.In addition to phosphorus (V) oxide itself, phosphoric acid, acid phosphates of ammonium and alkali metals, pyrophosphates and acid pyrophosphates of ammonium and alkali metals, polyphosphates of ammonium and alkali metals, metaphosphates of ammonium and alkali metals can be used as a source of P 2 O 5 in the proposed method.

В качестве источника В2О3 возможно использовать Н3ВО3.As a source of In 2 About 3 it is possible to use H 3 IN 3 .

В качестве источника висмута (III) предпочтительно используют оксид висмута (III) Bi2O3 As a source of bismuth (III), bismuth (III) oxide Bi 2 O 3 is preferably used.

Если получают стекло, дополнительно содержащее другие оксиды металлов (оксиды одновалентного и/или двухвалентного металла, оксид редкоземельного металла), то в качестве источников этих оксидов используют непосредственно сами оксиды, гидроксиды или их соли, например, карбонаты, фосфаты, полифосфаты, пирофосфаты, метафосфаты, бораты.If glass is obtained that additionally contains other metal oxides (monovalent and / or divalent metal oxides, rare earth oxide), then the oxides themselves, hydroxides or their salts, for example, carbonates, phosphates, polyphosphates, pyrophosphates, metaphosphates, are used directly as sources of these oxides borates.

В соответствии с предложенным способом металлический висмут вводят в расплав после нагрева смеси до температуры 400-600°С.In accordance with the proposed method, metallic bismuth is introduced into the melt after heating the mixture to a temperature of 400-600 ° C.

Предпочтительно металлического висмута берут из расчета 0.1-5 мг на 3 грамма источника висмута (III).Preferably, metallic bismuth is taken at a rate of 0.1-5 mg per 3 grams of a source of bismuth (III).

Таким образом, в соответствии с предложенным способом висмут в субвалентном состоянии в стекле получают путем синпропорционирования источника висмута в степени окисления +3 (например, оксида висмута (III) Bi2O3) и металлического висмута в степени окисления 0.Thus, in accordance with the proposed method, bismuth in a subvalent state in the glass is obtained by synproportioning a bismuth source in oxidation state +3 (for example, bismuth (III) oxide Bi 2 O 3 ) and metallic bismuth in oxidation state 0.

Реакция синпропорционирования - это реакция, в которой из соединений элемента с разными степенями окисления образуется соединение с одной промежуточной степенью окисления, например:The synproportionation reaction is a reaction in which a compound with one intermediate oxidation state is formed from compounds of an element with different oxidation states, for example:

Figure 00000004
Figure 00000004

Figure 00000005
Figure 00000005

Figure 00000006
Figure 00000006

Образующиеся субвалентные соединения Binm+ имеют формальную степень окисления

Figure 00000007
. Примерами субвалентных соединений висмута, которые получают реакцией синпропорционирования, являются Bi+, Bi24+, Bi53+, Bi95+.The resulting subvalent compounds Bi n m + have a formal oxidation state
Figure 00000007
. Examples of subvalent bismuth compounds that are obtained by the synproportionation reaction are Bi + , Bi 2 4+ , Bi 5 3+ , Bi 9 5+ .

Металлический висмут для реакции синпропорционирования может быть непосредственно добавлен в исходную смесь для приготовления стекла или получен предварительным восстановлением оксида висмута (III) органическими соединениями, например этанолом, этиленгликолем, ацетоном, этилацетатом, гексаном. Для восстановления также применяется оксид углерода, аммиак (в том числе и выделяющийся при разложении аммиачных солей, входящих в состав исходной смеси для приготовления стекла) и гидразин (в том числе и выделяющийся при разложении солей гидразина, входящих в состав исходной смеси для приготовления стекла).The bismuth metal for the synproportionation reaction can be directly added to the initial mixture for glass preparation or obtained by preliminary reduction of bismuth (III) oxide with organic compounds, for example ethanol, ethylene glycol, acetone, ethyl acetate, hexane. Carbon monoxide, ammonia (including those released during the decomposition of ammonia salts included in the initial mixture for glass preparation) and hydrazine (including those released during the decomposition of hydrazine salts included in the initial mixture for glass preparation) are also used for reduction. .

Металлический висмут также может получаться при термическом разложении введенных в состав смеси исходных компонентов для приготовления стекла некоторых соединений висмута (III), например: гипофосфита висмута, азида висмута, ацетата висмута, тартрата висмута, оксалата висмута и других солей висмута, образованных органическими кислотами. Эти соединения висмута можно ввести непосредственно в состав исходной смеси для приготовления стекла или после предварительного прокаливания для удаления летучих компонентов.Metallic bismuth can also be obtained by thermal decomposition of the starting components introduced into the mixture for the preparation of glass of certain bismuth (III) compounds, for example: bismuth hypophosphite, bismuth azide, bismuth acetate, bismuth tartrate, bismuth oxalate and other bismuth salts formed by organic acids. These bismuth compounds can be added directly to the initial mixture for glass preparation or after preliminary calcination to remove volatile components.

Отметим, что в известных способах получения оптического стекла температура проведения процесса выплавки является довольно высокой - не менее 1250°С, что приводит к процессам коррозии тигля расплавом стекла, загрязнению стекла продуктами коррозии, а также к частичному улетучиванию летучих компонентов стекла, например Р2О5, что в свою очередь может привести к уменьшению оксокислотности среды и ухудшению характеристик люминесценции. В предложенном способе получения стекла рабочие температуры являются сравнительно низкими, что позволяет избежать описанных выше проблем.Note that in the known methods for producing optical glass, the temperature of the smelting process is quite high - at least 1250 ° C, which leads to corrosion of the crucible by molten glass, contamination of the glass with corrosion products, as well as to partial volatilization of the volatile components of the glass, for example P 2 O 5 , which in turn can lead to a decrease in the acidity of the medium and the deterioration of the luminescence characteristics. In the proposed method for producing glass, the operating temperatures are relatively low, which avoids the problems described above.

Люминесцирующие субвалентные соединения висмута в составе стекол могут быть получены не только путем реакции синпропорционирования, но и путем термической диссоциации оксидных соединений Bi3+, например:Luminescent subvalent bismuth compounds in glasses can be obtained not only by the synproportionation reaction, but also by thermal dissociation of oxide compounds Bi 3+ , for example:

Figure 00000008
Figure 00000008

При этом равновесие в сторону висмута в субвалентном состоянии сдвигается в соответствии с принципом Ле-Шателье путем уменьшения парциального давления кислорода в газе над расплавом в атмосфере инертного газа.In this case, the equilibrium towards bismuth in the subvalent state is shifted in accordance with the Le Chatelier principle by reducing the partial pressure of oxygen in the gas above the melt in an inert gas atmosphere.

Поэтому, в соответствии с еще одним вариантом настоящего изобретения способ получения оптического стекла по пункту 1 осуществляют следующим образом:Therefore, in accordance with another embodiment of the present invention, the method for producing optical glass according to paragraph 1 is as follows:

проводят смешивание стеклообразующих компонентов и оксида висмута (III), нагрев полученной смеси на воздухе со скоростью 0.1-2°С в минуту до температуры 400-600°С для удаления газообразных продуктов, охлаждение расплава до твердого состояния, получение висмута в субвалентном состоянии путем нагрева застывшего расплава в течение 1-48 часов до температуры 700-1000°С в атмосфере инертного газа, медленное охлаждение стекла до комнатной температуры.they mix glass-forming components and bismuth (III) oxide, heat the resulting mixture in air at a speed of 0.1-2 ° C per minute to a temperature of 400-600 ° C to remove gaseous products, cool the melt to a solid state, obtain bismuth in a subvalent state by heating solidified melt for 1-48 hours to a temperature of 700-1000 ° C in an inert gas atmosphere, slow cooling of the glass to room temperature.

В соответствии с настоящим изобретением предложен также волоконный световод, включающий сердцевину из оптического стекла и отражающую оболочку с показателем преломления более низким, чем показатель преломления сердцевины, отличающийся тем, что сердцевина содержит стекло по пункту 1. Более низкий, чем у сердцевины показатель преломления отражающей оболочки необходим для обеспечения распространения излучения вдоль волоконного световода с низкими потерями на большие расстояния. Соответствующий профиль показателя преломления - в сердцевине показатель преломления выше, чем в отражающей оболочке - обеспечивает модовый состав излучения (одномодовый или многомодовый световод), концентрацию излучения в сердцевине и, в конечном счете, низкие потери.The invention also provides an optical fiber comprising an optical glass core and a reflective cladding with a refractive index lower than the refractive index of the core, characterized in that the core contains glass according to Claim 1. Lower refractive index of the reflective clad than the core necessary to ensure the propagation of radiation along the fiber with low losses over long distances. The corresponding profile of the refractive index - in the core, the refractive index is higher than in the reflective sheath - provides the mode composition of the radiation (single-mode or multimode fiber), the concentration of radiation in the core and, ultimately, low losses.

Так, например, отражающая оболочка может быть выполнена из силиконовой резины или из кварцевого стекла, легированного В2О3 или F.So, for example, the reflective sheath can be made of silicone rubber or quartz glass alloyed with B 2 O 3 or F.

Волоконный световод может быть получен различными способами, описание которых представлено ниже.A fiber can be obtained in various ways, the description of which is presented below.

Например, цилиндрическую заготовку из предложенного стекла вытягивают в волоконный световод с помощью обычной вытяжной установки, используемой для вытягивания волоконных световодов. Так сердцевиной волоконного световода является предложенное оптическое стекло, а отражающей оболочкой - цилиндрический слой силиконовой резины, нанесенный на цилиндрическую стеклянную сердцевину в процессе вытяжки.For example, a cylindrical billet of the proposed glass is pulled into a fiber optic fiber using a conventional exhaust system used to draw fiber optic fibers. So the core of the fiber is the proposed optical glass, and the reflective sheath is a cylindrical layer of silicone rubber deposited on a cylindrical glass core during the drawing process.

Альтернативно волоконный световод получают при вытяжке методом, в соответствии с которым в центральный тигель засыпают исходную смесь компонентов для приготовления предложенного стекла или само стекло, а во второй тигель засыпают смесь для приготовления стекла, имеющего показатель преломления ниже, чем показатель преломления стекла сердцевины.Alternatively, an optical fiber is obtained by drawing in a method according to which an initial mixture of components for preparing the proposed glass or glass itself is poured into the central crucible, and a mixture for preparing glass having a refractive index lower than the refractive index of the core glass is poured into the second crucible.

Кроме того, волоконный световод можно получить методом «штабик-трубка», в котором цилиндрический штабик, изготовленный из предложенного стекла, помещают в стеклянную трубку с показателем преломления ниже, чем показатель преломления стекла штабика; после этого, такая составная конструкция «штабик в трубке» с помощью обычной вытяжной установки перетягивается в волоконный световод, у которого сердцевина состоит из стекла штабика, а отражающая оболочка состоит из стекла трубки.In addition, a fiber optic fiber can be obtained by the method of “head-tube”, in which a cylindrical head made of the proposed glass is placed in a glass tube with a refractive index lower than the refractive index of the head glass; after that, such a composite “stand-in-tube” construction is pulled into a fiber optic fiber using a conventional exhaust system, in which the core consists of stand glass and the reflective shell consists of tube glass.

Также заготовку для волоконного световода получают с помощью технологии стратифицированного расплава, в котором из слоистого расплава стекол (в каждом слое стекло определенного состава и свойств) вытягивается твердая цилиндрическая заготовка из предложенного стекла и внешний цилиндрический слой из стекла, показатель преломления которого ниже показателя преломления стекла внутреннего цилиндра; из этой заготовки с помощью обычной вытяжной установки вытягивается волоконный световод с сердцевиной из предложенного стекла и отражающей оболочкой из стекла с показателем преломления более низким, чем показатель преломления сердцевины.Also, a preform for a fiber fiber is obtained using stratified melt technology, in which a solid cylindrical preform from the proposed glass and an outer cylindrical layer of glass are extruded from a layered melt of glasses (in each layer of glass of a certain composition and properties), the refractive index of which is lower than the refractive index of the inner cylinder; From this preform, a fiber optic fiber with a core of the proposed glass and a reflective sheath of glass with a refractive index lower than the refractive index of the core is drawn using a conventional exhaust installation.

Заготовка может быть получена и методами химического осаждения из газовой фазы (например, модифицированного метода химического осаждения из газовой фазы (MCVD), плазменного метода осаждения из газовой фазы (PCVD и SPCVD), внешнего осаждения из газовой фазы (OVD), а также аксиального осаждения из газовой фазы (VAD)) при получении слоев сердцевины заготовки создают условия, обеспечивающие легирование стекла висмутом в режиме высокой оксокислотности получаемого из газовой фазы стекла, что способствует стабилизации висмута в субвалентном состоянии.The preform can also be obtained by chemical vapor deposition (e.g., modified chemical vapor deposition (MCVD), plasma gas deposition (PCVD and SPCVD), external gas deposition (OVD), and axial deposition from the gas phase (VAD)) upon receipt of the core layers of the preform, conditions are created that dope the glass with bismuth in the high-acid mode of the glass obtained from the gas phase, which helps stabilize bismuth in the subvalent state.

Заготовка может быть получена путем осаждения из газовой фазы одним из приведенных выше способов, отличающимся тем, что в процессе изготовления сердцевины поддерживается температурный режим, обеспечивающий получение пористого стекла сердцевины. После этого заготовку вымачивают в растворе субвалентного висмута, затем высушивают и проплавляют, обеспечивая режим высокой оксокислотности, что способствует стабилизации висмута в субвалентном состоянии стекла сердцевины заготовки.The preform can be obtained by deposition from the gas phase by one of the above methods, characterized in that during the manufacturing process of the core, the temperature regime is maintained, which ensures the production of porous glass of the core. After this, the preform is soaked in a solution of subvalent bismuth, then dried and melted, providing a high acidity regime, which helps to stabilize bismuth in the subvalent state of the glass core of the preform.

Заготовка, полученная одним из приведенных выше способов, с помощью обычной установки для вытягивания световодов перетягивается в волоконный световод с сердцевиной из легированного висмутом стекла, обладающего высокой оксокислотностью, стабилизирующей субвалентное состояние висмута.The billet obtained by one of the above methods, using a conventional installation for pulling optical fibers, is pulled into a fiber optical fiber with a core made of bismuth-doped glass having high oxoacidity stabilizing the bismuth subvalent state.

На представленных чертежах показана установка для измерения ИК-люминесценции на ФИГ.1; на ФИГ.2 и 3 - в качестве примеров представлены спектры люминесценции стекла, полученного в соответствии с Примерами 3 и 9.In the drawings, an apparatus for measuring IR luminescence is shown in FIG. 1; figure 2 and 3 - as examples, the luminescence spectra of glass obtained in accordance with Examples 3 and 9.

Установка для измерения ИК-люминесценции, схема которой представлена на ФИГ. 1, состоит из непрерывного Nd-YAG лазера, излучающего вторую гармонику (λ=532 нм, мощность - 7 мВт, диаметр пучка излучения ≈ 5 мм) 1, фильтров 2, марки СЗС25, отсекающих излучение лазера на основной частоте и иных длинах волн, кроме рабочей длины 532 нм. Излучение лазера фокусируется при помощи вогнутого зеркала 3 на исследуемый образец 4. Излучение с образца проходит через систему фокусирующих линз 5 и фильтр 6 (марки ИКС5 для отсечки возбуждающего излучения) и попадает на входную щель спектрометра 7 (ширина входной щели 3 мм). Регистрация спектра на выходе спектрометра осуществляется охлаждаемой жидким азотом цифровой камерой 8 на базе линейки InGaAs фотодиодов (диапазон чувствительности 0.8-1.7 мкм, температура в процессе эксперимента -69°С, время экспозиции 2 сек), которая регистрирует спектр и передает данные о спектре в цифровом виде на персональный компьютер 9, на котором происходит запоминание и обработка полученных спектров люминесценции.Installation for measuring infrared luminescence, the scheme of which is presented in FIG. 1, consists of a cw Nd-YAG laser emitting a second harmonic (λ = 532 nm, power - 7 mW, radiation beam diameter ≈ 5 mm) 1, filters 2, grade SZS25, cutting off laser radiation at the fundamental frequency and other wavelengths, except for the working length of 532 nm. The laser radiation is focused using a concave mirror 3 onto the sample 4. The radiation from the sample passes through a system of focusing lenses 5 and a filter 6 (IKS5 brand for cutting off exciting radiation) and falls on the entrance slit of the spectrometer 7 (entrance slit width 3 mm). The spectrum is recorded at the output of the spectrometer by a digital camera 8 cooled by liquid nitrogen based on the InGaAs line of photodiodes (sensitivity range 0.8-1.7 μm, temperature during the experiment -69 ° C, exposure time 2 sec), which registers the spectrum and transmits the spectrum data in digital view on a personal computer 9, on which the storage and processing of the obtained luminescence spectra takes place.

Настоящее изобретение иллюстрируется примерами, которые не носят ограничивающего характера:The present invention is illustrated by examples, which are not limiting:

Пример 1 (известный состав стекла).Example 1 (known composition of glass).

Смесь 10 молярных частей NH4H2PO4, 5 молярных частей Al2O3 и 1 молярной части Bi2O3 смешивают, помещают в тигель из корунда. Смесь медленно нагревают на воздухе со скоростью 4°С в минуту до температуры 1200°С. Смесь выдерживают при этой температуре еще 4 часа. Затем расплав выливают на нагретую стальную плиту. Застывший образец стекла отжигают и обрабатывают. Люминесценция полученного стекла в диапазоне 1000-1700 нм не наблюдалась.A mixture of 10 molar parts of NH 4 H 2 PO 4 , 5 molar parts of Al 2 O 3 and 1 molar part of Bi 2 O 3 is mixed, placed in a corundum crucible. The mixture is slowly heated in air at a speed of 4 ° C per minute to a temperature of 1200 ° C. The mixture is kept at this temperature for another 4 hours. Then the melt is poured onto a heated steel plate. The frozen glass sample is annealed and processed. Luminescence of the obtained glass in the range of 1000-1700 nm was not observed.

Пример 2.Example 2

Смесь 2 молярных частей KH2PO4, 1 молярной части Bi2O3 и 6 молярных частей NH4H2PO4 тщательно перетирают и помещают в тигель из фарфора, кварца или корунда. Смесь медленно нагревают на воздухе со скоростью 2°С в минуту до температуры 600°С. В процессе нагрева выделяющийся аммиак создает восстановительную среду, в результате чего часть висмута из Bi2O3 в исходной шихте восстанавливается до металлического состояния, образуя серый налет на поверхности расплава и на стенках тигля. В дальнейшем смесь нагревают со скоростью 12°С в минуту до температуры 900°С. При этом металлический висмут вступает в реакцию с расплавом, в результате чего вначале бесцветный расплав приобретает розовато-пурпурный цвет (при охлаждении цвет меняется на желтовато-оранжевый). Расплав выливают на нагретую стальную плиту, отжигают полученную отливку стекла и придают ей необходимую форму. Спектр люминесценции полученного образца характеризуется двумя максимумами приблизительно при 1200 нм и 1300 нм. Полученное стекло имеет ширину полосы люминесценции на половине высоты 304 нм и при возбуждении излучением 500-900 нм обеспечивает усиление оптического сигнала в диапазоне 1050-1500 нм.A mixture of 2 molar parts of KH 2 PO 4 , 1 molar part of Bi 2 O 3 and 6 molar parts of NH 4 H 2 PO 4 is carefully triturated and placed in a crucible made of porcelain, quartz or corundum. The mixture is slowly heated in air at a speed of 2 ° C per minute to a temperature of 600 ° C. During heating, the released ammonia creates a reducing medium, as a result of which part of bismuth from Bi 2 O 3 in the initial charge is reduced to a metallic state, forming a gray coating on the surface of the melt and on the walls of the crucible. Subsequently, the mixture is heated at a rate of 12 ° C per minute to a temperature of 900 ° C. In this case, metallic bismuth reacts with the melt, as a result of which, at first, the colorless melt acquires a pinkish-purple color (when cooled, the color changes to yellowish-orange). The melt is poured onto a heated steel plate, the resulting glass casting is annealed and the shape is given to it. The luminescence spectrum of the obtained sample is characterized by two maxima at approximately 1200 nm and 1300 nm. The resulting glass has a luminescence bandwidth at half height of 304 nm and, when excited by radiation of 500-900 nm, provides amplification of the optical signal in the range of 1050-1500 nm.

Пример 3.Example 3

Смесь 10 молярных части КН2РО4, 8 молярных части MgO, 1 молярной части Bi2O3 и 22 молярных части NH4H2PO4 тщательно перетирают и помещают в фарфоровый, корундовый или кварцевый тигель. Смесь медленно нагревают на воздухе со скоростью 2°С в минуту до температуры 600°С. При этом происходит удаление основной массы газообразных продуктов. В дальнейшем смесь нагревают со скоростью 12°С в минуту до температуры 950°С. Расплав выливают на нагретую стальную плиту. Застывший образец оранжевого стекла отжигают и обрабатывают для придания ему необходимой формы. Спектр люминесценции полученного образца представлен на ФИГ. 2, он характеризуется двумя максимумами приблизительно при 1200 нм и 1300 нм. Полученное стекло имеет ширину полосы люминесценции на половине высоты, по меньшей мере, 289 нм и при возбуждении излучением 500-900 нм обеспечивает усиление оптического сигнала в диапазоне 1050-1500 нм.A mixture of 10 molar parts of KH 2 PO 4 , 8 molar parts of MgO, 1 molar part of Bi 2 O 3 and 22 molar parts of NH 4 H 2 PO 4 is carefully ground and placed in a porcelain, corundum or quartz crucible. The mixture is slowly heated in air at a speed of 2 ° C per minute to a temperature of 600 ° C. In this case, the bulk of the gaseous products are removed. Subsequently, the mixture is heated at a rate of 12 ° C per minute to a temperature of 950 ° C. The melt is poured onto a heated steel plate. The frozen orange glass sample is annealed and processed to give it the desired shape. The luminescence spectrum of the obtained sample is presented in FIG. 2, it is characterized by two maxima at approximately 1200 nm and 1300 nm. The resulting glass has a luminescence bandwidth at half height of at least 289 nm and, when excited by radiation of 500-900 nm, provides amplification of the optical signal in the range of 1050-1500 nm.

Пример 4.Example 4

В соответствии с процедурой примера 3 получают стекла, заменяя MgO эквимолярным количеством ZnO, СаСО3, SrCO3, ВаСО3, PbO. Получают образцы стекла, окрашенные в цвета от желтого до коричневого. Характеристики спектров люминесценции представлены в Таблице 1.In accordance with the procedure of example 3, glasses are obtained by replacing MgO with an equimolar amount of ZnO, CaCO 3 , SrCO 3 , BaCO 3 , PbO. Get samples of glass, painted in colors from yellow to brown. The characteristics of the luminescence spectra are presented in Table 1.

Пример 5.Example 5

Смесь 1 молярной части Bi2O3 и 10 молярных части NH4H2PO4 тщательно перетирают и помещают в тигель из фарфора, кварца или корунда. Смесь медленно нагревают на воздухе со скоростью 2°С в минуту до температуры 600°С. После достижения этой температуры добавляют металлический висмут из расчета 1-5 мг на 3 грамма оксида висмута и продолжают нагревание до температуры 1050°С со скоростью 12°С в минуту. Жидкое стекло выливают на нагретую стальную плиту, отливку отжигают и обрабатывают для придания необходимой формы. Спектр люминесценции полученного образца характеризуется двумя максимумами приблизительно при 1200 нм и 1300 нм. Полученное стекло имеет ширину полосы люминесценции на половине высоты, по меньшей мере, 295 нм и при возбуждении излучением 500-900 нм обеспечивает усиление оптического сигнала в диапазоне 1050-1500 нм.A mixture of 1 molar part of Bi 2 O 3 and 10 molar parts of NH 4 H 2 PO 4 is carefully triturated and placed in a crucible made of porcelain, quartz or corundum. The mixture is slowly heated in air at a speed of 2 ° C per minute to a temperature of 600 ° C. After reaching this temperature, metallic bismuth is added at a rate of 1-5 mg per 3 grams of bismuth oxide and heating is continued to a temperature of 1050 ° C. at a rate of 12 ° C. per minute. Liquid glass is poured onto a heated steel plate, the casting is annealed and processed to give the desired shape. The luminescence spectrum of the obtained sample is characterized by two maxima at approximately 1200 nm and 1300 nm. The resulting glass has a luminescence bandwidth at half height of at least 295 nm and, when excited by radiation of 500-900 nm, provides amplification of the optical signal in the range of 1050-1500 nm.

Пример 6.Example 6

Смесь 1 молярной части Р2О5 и 0.00001 молярных частей Bi2O3 тщательно перетирают в атмосфере сухого инертного газа. Смесь помещают в кварцевую ампулу, заполняют ампулу сухим СО (оксид углерода) при давлении 0.1 бар и отпаивают. Ампулу нагревают со скоростью 2°С в минуту до температуры 900°С, выдерживают при такой температуре 20 минут и охлаждают до комнатной температуры. Внутри ампулы получают чуть желтоватое стекло, обладающее люминесценцией с максимумом приблизительно при 1100 нм. Полученное стекло имеет ширину полосы люминесценции на половине высоты, по меньшей мере, 150 нм и при возбуждении излучением 500-900 нм обеспечивает усиление оптического сигнала в диапазоне 1050-1300 нм.A mixture of 1 molar part of P 2 O 5 and 0.00001 molar parts of Bi 2 O 3 is carefully ground in an atmosphere of dry inert gas. The mixture is placed in a quartz ampoule, the ampoule is filled with dry CO (carbon monoxide) at a pressure of 0.1 bar and soldered. The ampoule is heated at a speed of 2 ° C per minute to a temperature of 900 ° C, maintained at this temperature for 20 minutes and cooled to room temperature. Inside the ampoule, a slightly yellowish glass is obtained having luminescence with a maximum at approximately 1100 nm. The resulting glass has a luminescence bandwidth at half height of at least 150 nm and, when excited by radiation of 500-900 nm, provides amplification of the optical signal in the range of 1050-1300 nm.

Пример 7.Example 7

Смесь 1 молярной части Bi2O3 и 3 молярных частей Н3ВО3 тщательно перетирают и помещают в тигель из корунда. Смесь медленно нагревают на воздухе или в атмосфере инертного газа со скоростью 2°С в минуту до температуры 600°С. После достижения этой температуры добавляют металлический висмут из расчета 0.1-5 мг на 3 грамма оксида висмута и продолжают нагревание до температуры 1100°С со скоростью 12°С в минуту. Жидкое стекло выливают на нагретую стальную плиту, отливку отжигают и обрабатывают для придания необходимой формы. Спектр люминесценции полученного образца характеризуется двумя максимумами приблизительно при 1200 нм и 1300 нм. Полученное стекло имеет ширину полосы люминесценции на половине высоты, по меньшей мере, 302 нм и при возбуждении излучением 500-900 нм обеспечивает усиление оптического сигнала в диапазоне 1050-1500 нм.A mixture of 1 molar part of Bi 2 O 3 and 3 molar parts of H 3 BO 3 is carefully triturated and placed in a corundum crucible. The mixture is slowly heated in air or in an inert gas atmosphere at a speed of 2 ° C per minute to a temperature of 600 ° C. After reaching this temperature, metallic bismuth is added at a rate of 0.1-5 mg per 3 grams of bismuth oxide and heating is continued to a temperature of 1100 ° C at a rate of 12 ° C per minute. Liquid glass is poured onto a heated steel plate, the casting is annealed and processed to give the desired shape. The luminescence spectrum of the obtained sample is characterized by two maxima at approximately 1200 nm and 1300 nm. The resulting glass has a luminescence bandwidth at half height of at least 302 nm and, when excited by radiation of 500-900 nm, provides amplification of the optical signal in the range of 1050-1500 nm.

Пример 8.Example 8

Получение стекла осуществляют в соответствии с процедурой, описанной в Примере 5, заменяя в исходном составе шихты металлический висмут на эквимолярное количество ацетата висмута. Характеристика спектра люминесценции представлена в Таблице 1.The preparation of glass is carried out in accordance with the procedure described in Example 5, replacing metal bismuth in the initial composition of the charge with an equimolar amount of bismuth acetate. The characteristics of the luminescence spectrum are presented in Table 1.

Пример 9.Example 9

Проводят получение стекла как в примере 5, но металлический висмут не добавляют, а перед нагреванием стенки тигля обрабатывают органическим растворителем для создания восстановительной атмосферы при плавке. В качестве растворителя используют одно- или многоатомные спирты, например, этанол, метанол, глицерин, этиленгликоль, а также ацетон, этилацетат, гексан и т.д. Характеристики спектров люминесценции представлены в Таблице 1.Glass is produced as in example 5, but metallic bismuth is not added, and before heating, the crucible walls are treated with an organic solvent to create a reducing atmosphere during melting. As the solvent, monohydric or polyhydric alcohols are used, for example, ethanol, methanol, glycerin, ethylene glycol, as well as acetone, ethyl acetate, hexane, etc. The characteristics of the luminescence spectra are presented in Table 1.

Пример 10.Example 10

Смесь 1 молярной части Bi2O3 и 3 молярных частей Н3ВО3 тщательно перетирают и помещают в тигель из корунда. Смесь медленно нагревают на воздухе со скоростью 2°С в минуту до температуры 600°С. Затем тигель охлаждают до комнатной температуры и получают твердый расплав. Тигель с застывшим прозрачным бесцветным стеклом переносят в печь, позволяющую проводить нагревание в атмосфере инертных газов, и нагревают 2 часа до температуры 850°С в атмосфере аргона. Жидкое стекло выливают на нагретую стальную плиту и медленно охлаждают до комнатной температуры. Получают желто-оранжевое стекло; отливку обрабатывают для придания ей необходимой формы. Спектр люминесценции полученного образца представлен на ФИГ.3 и он характеризуется двумя максимумами приблизительно при 1200 нм и 1300 нм. Полученное стекло имеет ширину полосы люминесценции на половине высоты, по меньшей мере, 289 нм и при возбуждении излучением 500-900 нм обеспечивает усиление оптического сигнала в диапазоне 1050-1500 нм.A mixture of 1 molar part of Bi 2 O 3 and 3 molar parts of H 3 BO 3 is carefully triturated and placed in a corundum crucible. The mixture is slowly heated in air at a speed of 2 ° C per minute to a temperature of 600 ° C. Then the crucible is cooled to room temperature and get a solid melt. The crucible with the solidified transparent colorless glass is transferred to a furnace, allowing heating in an inert gas atmosphere, and heated for 2 hours to a temperature of 850 ° C in an argon atmosphere. Liquid glass is poured onto a heated steel plate and slowly cooled to room temperature. Get yellow-orange glass; the casting is processed to give it the necessary shape. The luminescence spectrum of the obtained sample is shown in FIG. 3 and it is characterized by two peaks at approximately 1200 nm and 1300 nm. The resulting glass has a luminescence bandwidth at half height of at least 289 nm and, when excited by radiation of 500-900 nm, provides amplification of the optical signal in the range of 1050-1500 nm.

Пример 11.Example 11

Смесь 1 молярной части Bi2O3 и 1 молярной части Н3ВО3 тщательно перетирают и помещают в тигель из корунда, стенки которого предварительно были обработаны жидким этанолом. Смесь медленно нагревают на воздухе со скоростью 2°С в минуту до температуры 600°С. Затем скорость нагревания повышают до 10°С в минуту и в таком режиме температуру повышают до 1100°С. Расплав выдерживают при такой температуре 20 минут и выливают на нагретую стальную плиту и охлаждают до твердого состояния.A mixture of 1 molar part of Bi 2 O 3 and 1 molar part of H 3 VO 3 is carefully ground and placed in a crucible from corundum, the walls of which were previously treated with liquid ethanol. The mixture is slowly heated in air at a speed of 2 ° C per minute to a temperature of 600 ° C. Then the heating rate is increased to 10 ° C per minute and in this mode, the temperature is increased to 1100 ° C. The melt is maintained at this temperature for 20 minutes and poured onto a heated steel plate and cooled to a solid state.

Получают желто-коричневое стекло, отливку отжигают, обрабатывают для придания необходимой формы и медленно охлаждают до комнатной температуры. Спектр люминесценции полученного образца характеризуется широким максимумом с центром на 1250 нм и 1300 нм. Полученное стекло имеет ширину полосы люминесценции на половине высоты, 300 нм и при возбуждении излучением 500-900 нм обеспечивает усиление оптического сигнала в диапазоне 1050-1500 нм.A tan glass is obtained, the casting is annealed, processed to give the desired shape, and slowly cooled to room temperature. The luminescence spectrum of the obtained sample is characterized by a broad maximum centered at 1250 nm and 1300 nm. The resulting glass has a luminescence bandwidth at half height, 300 nm and, when excited by radiation of 500-900 nm, provides amplification of the optical signal in the range of 1050-1500 nm.

Пример 12.Example 12

Смесь 40 молярных частей NH4H2PO4, 18 молярных частей KH2PO4, 16 частей ZnO, 1 части Bi2O3 и 2 частей Н3ВО3 тщательно перетирают и помещают в фарфоровый, корундовый или кварцевый тигель. Смесь медленно нагревают на воздухе со скоростью 2°С в минуту до температуры 600°С и, по достижении этой температуры, дальнейший нагрев осуществляют со скоростью 10°С в минуту до температуры 1100°С. Расплав выливают на нагретую стальную плиту и охлаждают до твердого состояния. Стекло соответствует составу 0.8KZn(РО3)3+0.1KBi(РО3)4+0.1BPO4. Застывший образец оранжево-коричневого стекла отжигают, обрабатывают для придания ему необходимой формы и медленно охлаждают до комнатной температуры. Спектр люминесценции полученного образца характеризуется двумя максимумами приблизительно при 1200 нм и 1300 нм. Полученное стекло имеет ширину полосы люминесценции на половине высоты, по меньшей мере, 291 нм и при возбуждении излучением 500-900 нм обеспечивает усиление оптического сигнала в диапазоне 1050-1500 нм.A mixture of 40 molar parts of NH 4 H 2 PO 4 , 18 molar parts of KH 2 PO 4 , 16 parts of ZnO, 1 part of Bi 2 O 3 and 2 parts of H 3 BO 3 is carefully ground and placed in a porcelain, corundum or quartz crucible. The mixture is slowly heated in air at a speed of 2 ° C per minute to a temperature of 600 ° C and, upon reaching this temperature, further heating is carried out at a speed of 10 ° C per minute to a temperature of 1100 ° C. The melt is poured onto a heated steel plate and cooled to a solid state. Glass corresponds to the composition 0.8KZn (PO 3 ) 3 + 0.1KBi (PO 3 ) 4 + 0.1BPO 4 . The frozen orange-brown glass sample is annealed, processed to give it the necessary shape, and slowly cooled to room temperature. The luminescence spectrum of the obtained sample is characterized by two maxima at approximately 1200 nm and 1300 nm. The resulting glass has a luminescence bandwidth at half height of at least 291 nm and, when excited by radiation of 500-900 nm, provides amplification of the optical signal in the range of 1050-1500 nm.

Пример 13.Example 13

Смесь 20 молярных частей KH2PO4, 16 молярных частей MgO, 1 молярной части Bi2O3, 1 молярной части Y2O3 и 44 молярных частей NH4H2PO4 тщательно перетирают и помещают в фарфоровый, корундовый или кварцевый тигель. Смесь медленно (во избежание вспенивания при выделении газообразных продуктов) нагревают на воздухе со скоростью 2°С в минуту до температуры 600°С. По достижении этой температуры нагрев осуществляют со скоростью 10°С в минуту до температуры 1100°С. Расплав выливают на нагретую стальную плиту и охлаждают до твердого состояния. Стекло соответствует составу 0.8KMg(РО3)3+0.1KBi(РО3)4+0.1KY(РО3)4. Застывший образец оранжевого стекла отжигают, обрабатывают для придания ему необходимой формы и медленно охлаждают до комнатной температуры. Спектр люминесценции полученного образца характеризуется двумя максимумами приблизительно при 1200 нм и 1300 нм. Полученное стекло имеет ширину полосы люминесценции на половине высоты, по меньшей мере, 288 нм и при возбуждении излучением 500-900 нм обеспечивает усиление оптического сигнала в диапазоне 1050-1500 нм.A mixture of 20 molar parts of KH 2 PO 4 , 16 molar parts of MgO, 1 molar part of Bi 2 O 3 , 1 molar part of Y 2 O 3 and 44 molar parts of NH 4 H 2 PO 4 is carefully ground and placed in a porcelain, corundum or quartz crucible . The mixture is slowly (to avoid foaming during the evolution of gaseous products) heated in air at a speed of 2 ° C per minute to a temperature of 600 ° C. Upon reaching this temperature, heating is carried out at a rate of 10 ° C per minute to a temperature of 1100 ° C. The melt is poured onto a heated steel plate and cooled to a solid state. Glass corresponds to the composition 0.8KMg (PO 3 ) 3 + 0.1KBi (PO 3 ) 4 + 0.1KY (PO 3 ) 4 . The frozen orange glass sample is annealed, processed to give it the necessary shape and slowly cooled to room temperature. The luminescence spectrum of the obtained sample is characterized by two maxima at approximately 1200 nm and 1300 nm. The resulting glass has a luminescence bandwidth at half height of at least 288 nm and, when excited by radiation of 500-900 nm, provides amplification of the optical signal in the range of 1050-1500 nm.

Пример 14.Example 14

Смесь 40 молярных частей KH2PO4, 32 молярных частей ZnO, 4 молярных частей Bi2O3, 1 молярной части TiO2, ZrO2, HfO2 или ThO2 и 88 молярных частей NH4H2PO4 тщательно перетирают и помещают в фарфоровый, корундовый или кварцевый тигель. Смесь медленно (во избежание вспенивания при выделении газообразных продуктов) нагревают на воздухе со скоростью 2°С в минуту до температуры 600°С. Дальнейшее нагревание до температуры 1000°С ведут со скоростью 10°С в минуту. Расплав выливают на нагретую стальную плиту и охлаждают до твердого состояния. Застывший образец оранжевого стекла отжигают, обрабатывают для придания ему необходимой формы и медленно охлаждают до комнатной температуры. Спектр люминесценции полученного образца характеризуется двумя максимумами приблизительно при 1200 нм и 1300 нм. Полученное стекло имеет ширину полосы люминесценции на половине высоты, по меньшей мере, 302 нм и при возбуждении излучением 500-900 нм обеспечивает усиление оптического сигнала в диапазоне 1050-1500 нм.A mixture of 40 molar parts of KH 2 PO 4 , 32 molar parts of ZnO, 4 molar parts of Bi 2 O 3 , 1 molar part of TiO 2 , ZrO 2 , HfO 2 or ThO 2 and 88 molar parts of NH 4 H 2 PO 4 is carefully triturated and placed in a porcelain, corundum or quartz crucible. The mixture is slowly (to avoid foaming during the evolution of gaseous products) heated in air at a speed of 2 ° C per minute to a temperature of 600 ° C. Further heating to a temperature of 1000 ° C is carried out at a rate of 10 ° C per minute. The melt is poured onto a heated steel plate and cooled to a solid state. The frozen orange glass sample is annealed, processed to give it the necessary shape and slowly cooled to room temperature. The luminescence spectrum of the obtained sample is characterized by two maxima at approximately 1200 nm and 1300 nm. The resulting glass has a luminescence bandwidth at half height of at least 302 nm and, when excited by radiation of 500-900 nm, provides amplification of the optical signal in the range of 1050-1500 nm.

Обобщенные параметры полученных стекол представлены также в Таблицах 1 и 2.The generalized parameters of the obtained glasses are also presented in Tables 1 and 2.

Таким образом, предложенное стекло позволяет получать гарантированную, стабильную люминесценцию в диапазоне 1000-1700 нм благодаря висмуту в субвалентном состоянии и своему составу, создающему высокую оксокислотность, способствующую стабилизации висмута в таком состоянии.Thus, the proposed glass allows you to get guaranteed, stable luminescence in the range of 1000-1700 nm due to bismuth in the subvalent state and its composition, which creates high oxoacidity, contributing to the stabilization of bismuth in this state.

Таблица 1.Table 1. Состав, мол.%Composition, mol.% Пример 1Example 1 Пример 2Example 2 Пример 3Example 3 Пример 4Example 4 Пример 4Example 4 Пример 4Example 4 Общее содержание висмута в стекле (в пересчете на оксид Bi2O3)The total bismuth content in the glass (in terms of Bi 2 O 3 oxide) 6.256.25 16.66716.667 3.3333.333 3.3333.333 3.3333.333 3.3333.333 Р2О5 P 2 O 5 62.562.5 66.66666.666 53.33353.333 53.33353.333 53.33353.333 53.33353.333 K2OK 2 O 00 16.66716.667 16.66716.667 16.66716.667 16.66716.667 16.66716.667 MgOMgO 00 00 26.66726.667 00 00 00 ZnOZno 00 00 00 00 00 00 CaOCao 00 00 00 26.66726.667 00 00 BaOBao 00 00 00 00 26.66726.667 00 PbOPbo 00 00 00 00 00 26.66726.667 Al2O3 Al 2 O 3 31.2531.25 Присутствие оптического абсорбционного пика 450-550 нмThe presence of an optical absorption peak of 450-550 nm нетno даYes даYes даYes даYes даYes Характеристики спектра флуоресценции, полученного при возбуждении излучением с длиной волны 512 нм: Длина волны пиков флуоресценции, нмCharacteristics of the fluorescence spectrum obtained upon excitation by radiation with a wavelength of 512 nm: Wavelength of fluorescence peaks, nm нетno ~1200, 1300~ 1200, 1300 ~1200, 1300~ 1200, 1300 ~1200, 1300~ 1200, 1300 ~1200, 1300~ 1200, 1300 ~1200, 1300~ 1200, 1300 Ширина полосы флуоресценции на половине высоты (нм)Fluorescence bandwidth at half height (nm) нетno 304304 289289 287287 302302 291291

Таблица 2.Table 2. Состав, мол.%Composition, mol.% Прим. 5Note 5 Прим. 6Note 6 Прим. 7Note 7 Прим. 8Note 8 Прим. 9Note 9 Прим. 10Note 10 Прим. 11Note eleven Прим. 12Note 12 Прим. 13Note 13 Прим. 14Note fourteen Общее содержание висмута в стекле (в пересчете на оксид Bi2O3)The total bismuth content in the glass (in terms of Bi 2 O 3 oxide) 16.66716.667 0.0010.001 2525 16.66716.667 16.66716.667 2525 50fifty 1.7861.786 1.6671.667 3.3063.306 В2О3 B 2 O 3 00 00 7575 00 00 7575 50fifty 1.7861.786 00 00 Р2О5 P 2 O 5 83.33383.333 99.99999.999 00 83.33383.333 83.33383.333 00 00 51.78651.786 53.33353.333 52.89352.893 К2ОK 2 O 00 00 00 00 00 00 00 16.07116.071 16.66716.667 16.52916.529 MgOMgO 26.66726.667 ZnOZno 00 00 00 00 00 00 00 28.57128.571 00 26.44626.446 Y2O3 Y 2 O 3 1.6671.667 00 ZrO2 ZrO 2 0.8260.826 Присутствие оптического абсорбционного пика 450-550 нмThe presence of an optical absorption peak of 450-550 nm даYes даYes даYes даYes даYes даYes даYes даYes даYes даYes Характеристики спектра флуоресценции, полученного при возбуждении излучением с длиной волны 512 нм: Длина волны пиков флуоресценции, нмCharacteristics of the fluorescence spectrum obtained upon excitation by radiation with a wavelength of 512 nm: Wavelength of fluorescence peaks, nm ~1200, 1300~ 1200, 1300 11001100 ~1200, 1300~ 1200, 1300 ~1200, 1300~ 1200, 1300 ~1200, 1300~ 1200, 1300 ~1200, 1300~ 1200, 1300 ~1300~ 1300 ~1200, 1300~ 1200, 1300 ~1200, 1300~ 1200, 1300 ~1200, 1300~ 1200, 1300 Ширина полосы флуоресценции на половине высоты (нм)Fluorescence bandwidth at half height (nm) 295295 150150 302302 292292 298298 289289 300300 291291 288288 302302

Claims (17)

1. Оптическое стекло, обладающее способностью к люминесценции в диапазоне 1000-1700 нм при возбуждении излучением с длинами волн в пределах 400-900 нм, характеризующееся тем, что содержит Р2О5 и/или В2О3 в качестве стеклообразующих компонентов и висмут в субвалентном состоянии в качестве источника люминесценции, при этом содержание висмута составляет от 0,001 до 50 мол.%.1. Optical glass having luminescence in the range of 1000-1700 nm when excited by radiation with wavelengths in the range of 400-900 nm, characterized in that it contains P 2 O 5 and / or B 2 O 3 as glass-forming components and bismuth in the subvalent state as a source of luminescence, while the bismuth content is from 0.001 to 50 mol.%. 2. Стекло по п.1, отличающееся тем, что дополнительно содержит, по меньшей мере, один оксид одновалентного и/или двухвалентного металла и/или оксид редкоземельного металла Re2O3 и/или оксид элемента, выбранного из группы, состоящей из титана, циркония, гафния, ниобия, тантала, вольфрама, тория.2. The glass according to claim 1, characterized in that it further comprises at least one monovalent and / or divalent metal oxide and / or rare earth oxide Re 2 O 3 and / or oxide of an element selected from the group consisting of titanium , zirconium, hafnium, niobium, tantalum, tungsten, thorium. 3. Стекло по п.2, отличающееся тем, что содержание оксидов одновалентного и/или двухвалентного металлов составляет от 0 до 50 мол.%.3. The glass according to claim 2, characterized in that the oxide content of monovalent and / or divalent metals is from 0 to 50 mol.%. 4. Стекло по п.2, отличающееся тем, что оксид одновалентного металла выбирают из группы, состоящей из Li2O, Na2O, K2O, Rb2O, Cs2O.4. The glass according to claim 2, characterized in that the monovalent metal oxide is selected from the group consisting of Li 2 O, Na 2 O, K 2 O, Rb 2 O, Cs 2 O. 5. Стекло по п.2, отличающееся тем, что оксид двухвалентного металла выбирают из группы, состоящей из MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, CdO, PbO.5. The glass according to claim 2, characterized in that the divalent metal oxide is selected from the group consisting of MgO, CaO, SrO, BaO, ZnO, CdO, PbO. 6. Стекло по п.2, отличающееся тем, что редкоземельный металл выбирают из группы, состоящей из скандия, иттрия, лантана.6. Glass according to claim 2, characterized in that the rare-earth metal is selected from the group consisting of scandium, yttrium, lanthanum. 7. Стекло по п.2, отличающееся тем, что содержание оксида редкоземельного элемента составляет от 0 до 30 мол.%.7. The glass according to claim 2, characterized in that the content of the oxide of the rare earth element is from 0 to 30 mol.%. 8. Способ получения оптического стекла по п.1, включающий смешивание Р2О5 и/или В2О3 или источника Р2О5 и/или В2О3 в качестве стеклообразующих компонентов и источника висмута (III), нагрев полученной смеси на воздухе со скоростью около 0,1-2°С в минуту до температуры 400-600°С для удаления газообразных продуктов, получение висмута в субвалентном состоянии по реакции синпропорционирования металлического висмута и источника висмута (III) при нагревании до температуры 800-1100°С со скоростью 10-12°С в минуту, охлаждение расплава до твердого состояния, отжиг и медленное охлаждение полученного стекла до комнатной температуры, при этом металлический висмут вводят в процесс дополнительно или получают в процессе получения стекла.8. The method of producing optical glass according to claim 1, comprising mixing P 2 O 5 and / or B 2 O 3 or a source of P 2 O 5 and / or B 2 O 3 as glass-forming components and a source of bismuth (III), heating the resulting mixtures in air at a speed of about 0.1-2 ° C per minute to a temperature of 400-600 ° C to remove gaseous products, obtaining bismuth in a subvalent state by the reaction of the proportioning of bismuth metal and a bismuth source (III) when heated to a temperature of 800-1100 ° C at a rate of 10-12 ° C per minute, cooling the melt to a solid state, from firing and slow cooling of the resulting glass to room temperature, while metallic bismuth is added to the process or obtained in the process of obtaining glass. 9. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве источника висмута (III) используют оксид висмута (III) Bi2O3.9. The method according to claim 8, characterized in that bismuth (III) oxide Bi 2 O 3 is used as the source of bismuth (III). 10. Способ по п.8, отличающийся тем, что металлический висмут вводят в расплав после нагрева смеси до температуры 400-600°С.10. The method according to claim 8, characterized in that the metallic bismuth is introduced into the melt after heating the mixture to a temperature of 400-600 ° C. 11. Способ по п.8, отличающийся тем, что металлический висмут получают предварительным восстановлением источника висмута (III) оксидом углерода, аммиаком или гидразином или органическими соединениями, такими как этанол, этиленгликоль, ацетон, этилацетат, гексан.11. The method according to claim 8, characterized in that the metallic bismuth is obtained by preliminary reducing the source of bismuth (III) with carbon monoxide, ammonia or hydrazine or organic compounds such as ethanol, ethylene glycol, acetone, ethyl acetate, hexane. 12. Способ по п.8, отличающийся тем, что металлический висмут получают термическим разложением ацетата висмута, тартрата висмута или азида висмута, гипофосфита висмута или оксалата висмута.12. The method according to claim 8, characterized in that the metallic bismuth is obtained by thermal decomposition of bismuth acetate, bismuth tartrate or bismuth azide, bismuth hypophosphite or bismuth oxalate. 13. Способ по п.11, отличающийся тем, что металлического висмута берут из расчета 0,1-5 мг на 3 грамма источника висмута (III).13. The method according to claim 11, characterized in that the metal bismuth is taken at the rate of 0.1-5 mg per 3 grams of a source of bismuth (III). 14. Способ получения стекла по п.1, включающий смешивание Р2О5 и/или В2О3 или источника Р2О5 и/или В2О3 в качестве основного стеклообразующего компонента и оксида висмута (III), нагрев полученной смеси на воздухе со скоростью 0,1-2°С в минуту до температуры 400-600°С для удаления газообразных продуктов, охлаждение расплава до твердого состояния, получение висмута в субвалентном состоянии путем нагрева застывшего расплава в течение 1-48 ч до температуры 700-1000°С в атмосфере инертного газа, медленное охлаждение стекла до комнатной температуры.14. The method of producing glass according to claim 1, comprising mixing P 2 O 5 and / or B 2 O 3 or a source of P 2 O 5 and / or B 2 O 3 as the main glass-forming component and bismuth (III) oxide, heating the resulting mixtures in air at a speed of 0.1-2 ° C per minute to a temperature of 400-600 ° C to remove gaseous products, cooling the melt to a solid state, obtaining bismuth in a subvalent state by heating the solidified melt for 1-48 hours to a temperature of 700 -1000 ° C in an inert gas atmosphere, slow cooling of the glass to room temperature. 15. Волоконный световод, включающий сердцевину из оптического стекла и отражающую оболочку с показателем преломления более низким, чем показатель преломления сердцевины, отличающийся тем, что сердцевина содержит стекло по п.1.15. A fiber light guide comprising an optical glass core and a reflective cladding with a refractive index lower than the refractive index of the core, characterized in that the core contains glass according to claim 1. 16. Волоконный световод по п.15, отличающийся тем, что отражающая оболочка выполнена из силиконовой резины.16. The fiber light guide according to clause 15, wherein the reflective sheath is made of silicone rubber. 17. Волоконный световод по п.15, отличающийся тем, что отражающая оболочка выполнена из легированного В2О3 или F кварцевого стекла. 17. The fiber optic fiber according to clause 15, wherein the reflective sheath is made of quartz glass alloyed With 2 About 3 or F.
RU2010138153/03A 2010-09-15 2010-09-15 OPTICAL GLASS, CAPABLE OF LUMINESCENCE IN 1000-1700 nm RANGE, METHODS OF PRODUCING SAID GLASS (VERSIONS) AND FIBRE LIGHT GUIDE RU2463264C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010138153/03A RU2463264C2 (en) 2010-09-15 2010-09-15 OPTICAL GLASS, CAPABLE OF LUMINESCENCE IN 1000-1700 nm RANGE, METHODS OF PRODUCING SAID GLASS (VERSIONS) AND FIBRE LIGHT GUIDE
PCT/RU2011/000699 WO2012036592A2 (en) 2010-09-15 2011-09-12 Optical glass capable of luminescence in a range of 1000-1700 nm, methods for producing same (embodiments), fibre optic light guide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010138153/03A RU2463264C2 (en) 2010-09-15 2010-09-15 OPTICAL GLASS, CAPABLE OF LUMINESCENCE IN 1000-1700 nm RANGE, METHODS OF PRODUCING SAID GLASS (VERSIONS) AND FIBRE LIGHT GUIDE

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010138153A RU2010138153A (en) 2012-03-20
RU2463264C2 true RU2463264C2 (en) 2012-10-10

Family

ID=45832147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010138153/03A RU2463264C2 (en) 2010-09-15 2010-09-15 OPTICAL GLASS, CAPABLE OF LUMINESCENCE IN 1000-1700 nm RANGE, METHODS OF PRODUCING SAID GLASS (VERSIONS) AND FIBRE LIGHT GUIDE

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2463264C2 (en)
WO (1) WO2012036592A2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542019C1 (en) * 2013-11-26 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Method of producing glass
RU2576761C1 (en) * 2015-01-12 2016-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Luminescent phosphate glass
RU2605711C2 (en) * 2015-05-12 2016-12-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) Method of luminescent quartzoid bismuth-containing material producing based on high-silica porous glass
RU2672367C1 (en) * 2017-12-18 2018-11-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Optical glass
RU2739535C2 (en) * 2016-06-06 2020-12-25 ЛОУРЕНС ЛИВЕРМОР НЭЙШНЛ СЕКЬЮРИТИ, ЭлЭлСи Glass articles with specially developed composition profiles and methods for production thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2085524C1 (en) * 1994-08-03 1997-07-27 Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений Uv-hardening organosilicon composition for fiber light-guide coating
RU2247414C2 (en) * 2002-03-15 2005-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научный центр "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова (ФГУП ГОИ) A single-mode electrooptical fiber and a method of its production
RU2302066C1 (en) * 2005-09-22 2007-06-27 Научный центр волоконной оптики при Институте общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук Fiber optic conductor for optical intensification of radiation at wavelengths ranging between 1000 and 1700 nm, methods for its manufacture, and fiber laser
KR20080026445A (en) * 2006-09-20 2008-03-25 엘지마이크론 주식회사 Flat type fluorescent lamp

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1357375A1 (en) * 1986-05-11 1987-12-07 Белорусский Политехнический Институт Glass
AU2003292770A1 (en) * 2002-12-25 2004-07-22 Nippon Sheet Glass Company, Limited Glass composition fluorescent at infrared wavelengths

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2085524C1 (en) * 1994-08-03 1997-07-27 Государственный научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений Uv-hardening organosilicon composition for fiber light-guide coating
RU2247414C2 (en) * 2002-03-15 2005-02-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научный центр "Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова (ФГУП ГОИ) A single-mode electrooptical fiber and a method of its production
RU2302066C1 (en) * 2005-09-22 2007-06-27 Научный центр волоконной оптики при Институте общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук Fiber optic conductor for optical intensification of radiation at wavelengths ranging between 1000 and 1700 nm, methods for its manufacture, and fiber laser
KR20080026445A (en) * 2006-09-20 2008-03-25 엘지마이크론 주식회사 Flat type fluorescent lamp

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542019C1 (en) * 2013-11-26 2015-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва" Method of producing glass
RU2576761C1 (en) * 2015-01-12 2016-03-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Luminescent phosphate glass
RU2576761C9 (en) * 2015-01-12 2016-06-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Luminescent phosphate glass
RU2605711C2 (en) * 2015-05-12 2016-12-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт химии силикатов им. И.В. Гребенщикова Российской академии наук (ИХС РАН) Method of luminescent quartzoid bismuth-containing material producing based on high-silica porous glass
RU2739535C2 (en) * 2016-06-06 2020-12-25 ЛОУРЕНС ЛИВЕРМОР НЭЙШНЛ СЕКЬЮРИТИ, ЭлЭлСи Glass articles with specially developed composition profiles and methods for production thereof
RU2672367C1 (en) * 2017-12-18 2018-11-14 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский химико-технологический университет имени Д.И. Менделеева" (РХТУ им. Д.И. Менделеева) Optical glass

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010138153A (en) 2012-03-20
WO2012036592A3 (en) 2012-05-10
WO2012036592A2 (en) 2012-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wang et al. Recent advances in soft optical glass fiber and fiber lasers
Dianov Amplification in extended transmission bands using bismuth-doped optical fibers
Peng et al. Ultrabroad NIR luminescence and energy transfer in Bi and Er/Bi co-doped germanate glasses
AU584739B2 (en) Optical fibres
JP4240720B2 (en) Light amplification glass
RU2463264C2 (en) OPTICAL GLASS, CAPABLE OF LUMINESCENCE IN 1000-1700 nm RANGE, METHODS OF PRODUCING SAID GLASS (VERSIONS) AND FIBRE LIGHT GUIDE
WO2007035131A2 (en) Amplifying optical fiber operating at a wavelength in the range of 1000-1700 nm, methods of fabricating the same, and fiber laser
US20050213624A1 (en) Low phonon energy gain medium and related active devices
Khegai et al. The influence of the MCVD process parameters on the optical properties of bismuth-doped phosphosilicate fibers
Bubnov et al. Fabrication and optical properties of fibers with an Al 2 O 3-P 2 O 5-SiO 2 glass core
Likhachev et al. Erbium-doped aluminophosphosilicate optical fibres
Saha et al. Yb-doped pedestal silica fiber through vapor phase doping for pulsed laser applications
Fang et al. Bismuth‐doped multicomponent optical fiber fabricated by melt‐in‐tube method
US7440672B2 (en) Optical fiber for optical amplifier and process for manufacturing thereof
Markiewicz et al. Spectroscopic properties of the silicate-gallo-germanate glasses and glass-ceramic optical fiber co-doped with Ni2+/Er3+
Huang et al. Improving luminescence behavior and glass stability of tellurium‐doped germanate glasses by modifying network topology
US20160280586A1 (en) Glass
Bulatov et al. Luminescent properties of bismuth centres in aluminosilicate optical fibres
RU2487840C1 (en) FLUORIDE OPTICAL GLASS, CAPABLE OF LUMINESCENCE IN 1000-1700 nm RANGE, METHODS OF PRODUCING SAID GLASS AND FIBRE-OPTIC GUIDE
EP1304774B1 (en) Low phonon energy gain medium and its method of fabrication
Vasconcelos et al. Fluorescence properties of rare-earth-doped sol-gel glasses
RU2531958C2 (en) Electro-optical laser glass and method for production thereof
Saha et al. Vapor phase doping process for fabrication of rare earth doped optical fibers: Current status and future opportunities
Wang et al. Bismuth-doped silica fiber fabricated by atomic layer deposition doping technique
Zmojda et al. The Luminescent Properties of Photonic Glasses and Optical Fibers

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150916