RU2798232C1 - METHOD FOR OBTAINING SILVER HALIDE LIGHT GUIDES BASED ON AgClAgCl 0.25Br0.75 - AgI NANOCERAMICS - Google Patents

METHOD FOR OBTAINING SILVER HALIDE LIGHT GUIDES BASED ON AgClAgCl 0.25Br0.75 - AgI NANOCERAMICS Download PDF

Info

Publication number
RU2798232C1
RU2798232C1 RU2022132026A RU2022132026A RU2798232C1 RU 2798232 C1 RU2798232 C1 RU 2798232C1 RU 2022132026 A RU2022132026 A RU 2022132026A RU 2022132026 A RU2022132026 A RU 2022132026A RU 2798232 C1 RU2798232 C1 RU 2798232C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
silver halide
agcl
mcm
workpiece
nanoceramics
Prior art date
Application number
RU2022132026A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лия Васильевна Жукова
Дарья Викторовна Шатунова
Дмитрий Дарисович Салимгареев
Анастасия Алексеевна Южакова
Александр Сергеевич Корсаков
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина"
Application granted granted Critical
Publication of RU2798232C1 publication Critical patent/RU2798232C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: materials for infrared (IR) fibre optics.
SUBSTANCE: invention is related to silver halide light guides. The method for producing silver halide fibres based on nanoceramics of the AgCl0.25Br0.75 - AgI system includes computer simulation using the finite element method to determine the extrusion parameters - temperature, plunger pressure on the silver halide billet and the speed of movement of the billet through the spinneret when obtaining fibres, while nanoceramic workpiece with a diameter of 8.0 mm, a height of 16.0 mm based on two solid solutions of a hexagonal phase of the wurtzite, P63mc structure, and a cubic phase of the NaCl, Fm3m structure, composition AgCl0.25Br0.75, additionally containing silver iodide at a certain ratio of ingredients, is heated to 170°C, exposed for 60 minutes to warm up the workpiece and at a plunger pressure of 1200 MPa and its vibration on the workpiece with a frequency of 50 Hz, an amplitude of 50 mcm, which ensures its movement at a speed of 0.6 mm/min to form a silver halide light guide with a diameter of 450 mcm, length of 5 m with a defective surface in form of transverse grooves with a depth of 5 mcm, a width of 10 mcm and a step of 80 mcm.
EFFECT: invention enables production of radiation-resistant silver halide fibres with a defective structure, transparent in the mid and far IR ranges from 3.0 to 27.0 mcm, which makes it possible to detect the spectra of chemical compounds when determining chemicals with high sensitivity up to 0.0005 mol/l in a wider spectral range.
1 cl, 3 dwg, 3 ex

Description

Изобретение относится к материалам для инфракрасной (ИК) волоконной оптики, а именно к новому типу радиационно стойких галогенидсеребряных световодов с дефектной поверхностью, получаемых методом экструзии из нанокерамики на основе системы AgCl0,25Br0,75 - AgI. ИК световоды предназначены для изготовления изогнутой петли в сенсорных волоконных зондах для спектроскопии среднего ИК диапазона с высокой чувствительностью до 0,0005 моль/л при анализе концентрации химических веществ. Кроме того, они могут применяться в лазерной технике и медицине, фармацевтике, оптоэлектронике и фотонике.The invention relates to materials for infrared (IR) fiber optics, namely to a new type of radiation-resistant silver halide fibers with a defective surface, obtained by extrusion from nanoceramics based on the AgCl 0.25 Br 0.75 - AgI system. IR light guides are designed for making a curved loop in sensor fiber probes for mid-IR spectroscopy with high sensitivity up to 0.0005 mol/l when analyzing the concentration of chemicals. In addition, they can be used in laser technology and medicine, pharmaceuticals, optoelectronics and photonics.

Известен сенсорный волоконный зонд для MIR спектроскопии, включающий изогнутую петлю, изготовленную из ИК световодов на основе галогенидсеребряных монокристаллов AgBr1-xClx. Зонд предназначен для удаленного измерения химического состава жидкостей с чувствительностью 0,002 моль/л в спектральном диапазоне от 2,5 до 18,0 мкм [Kuppler L., Heise H.M., Butvina L.N., Novel developments in mid-IR fiber optic spectroscopy for analytical application, 2001, Journal of Molecular Structure, Vol. 563 - 564, P. 173-181]. Главным недостатком ИК световодов на основе галогенидов серебра системы AgCl - AgBr является фоточувствительность. Кроме того, авторы не указывают химического состава световодов. Существует задача по удаленному online-мониторингу химических веществ в концентрациях менее 0,001 моль/л, поэтому разработанная методика в полной мере не решает существующую проблему.Known sensory fiber probe for MIR spectroscopy, including a curved loop made of IR fibers based on silver halide single crystals AgBr 1-x Cl x . The probe is designed for remote measurement of the chemical composition of liquids with a sensitivity of 0.002 mol/l in the spectral range from 2.5 to 18.0 µm [Kuppler L., Heise HM, Butvina LN, Novel developments in mid-IR fiber optic spectroscopy for analytical application, 2001, Journal of Molecular Structure, Vol. 563-564, P. 173-181]. The main disadvantage of IR optical fibers based on silver halide AgCl - AgBr system is photosensitivity. In addition, the authors do not indicate the chemical composition of the fibers. There is a task of remote online monitoring of chemicals at concentrations less than 0.001 mol/l, so the developed technique does not fully solve the existing problem.

Известен также волоконный зонд с изогнутым ИК световодом в виде петли на основе галогенидов серебра системы AgCl - AgBr, предназначенный для спектрального диапазона от 3 до 17 мкм. Разработана методика для определения состава жидкости в химических реакторах путем погружения петли в растворы. Чувствительность метода 0,001 моль/л. Таким образом недостатки те же, то есть ИК световоды фоточувствительны и существующая проблема не решена [Artyushenko V., Bocharnikov A., Colquhoun G., Leach C., Lobachev V., Sakharova T., Savitsky D., Mid-IR fibre optics spectroscopy in the 3300-600 cm−1 range, 2008, Vol. 48, № 2, P. 168-171].Also known is a fiber probe with a curved IR light guide in the form of a loop based on silver halide system AgCl - AgBr, designed for the spectral range from 3 to 17 μm. A technique has been developed for determining the composition of a liquid in chemical reactors by immersing a loop in solutions. The sensitivity of the method is 0.001 mol/L. Thus, the disadvantages are the same, that is, IR fibers are photosensitive and the existing problem has not been solved [Artyushenko V., Bocharnikov A., Colquhoun G., Leach C., Lobachev V., Sakharova T., Savitsky D., Mid-IR fiber optics spectroscopy in the 3300-600 cm -1 range, 2008, Vol. 48, No. 2, P. 168-171].

Наиболее близким техническим решением является «Способ получения терагерцовых световодов системы AgBr - AgI» [Патент РФ на изобретение №2780732 от 29.09.2022, приоритет 05.03.2022]. Способ является воспроизводимым и технологичным за счет компьютерного моделирования, применяемого на первоначальном этапе для определения параметров процесса экструзии: температуры, давления плунжера на монокристаллическую заготовку и скорость перемещения заготовки через фильеру с целью получения нанокристаллической структуры световодов на основе твердых растворов бромид-йодида серебра состава в мас. %:The closest technical solution is the "Method for obtaining terahertz fibers of the AgBr - AgI system" [RF Patent for invention No. 2780732 dated 09/29/2022, priority 03/05/2022]. The method is reproducible and technological due to computer simulation used at the initial stage to determine the parameters of the extrusion process: temperature, plunger pressure on a single-crystal billet and the speed of movement of the billet through the spinneret in order to obtain a nanocrystalline structure of fibers based on solid solutions of silver bromide-iodide composition in wt . %:

бромид серебраsilver bromide 70,0 - 96,0;70.0 - 96.0; йодид серебраsilver iodide 30,0 - 4,0.30.0 - 4.0.

Световоды устойчивы к фото- и радиационным излучениям и прозрачны в спектральном диапазоне от 3,0 до 27,0 мкм, что значительно расширяет области их применения.The light guides are resistant to photo- and radiation radiation and are transparent in the spectral range from 3.0 to 27.0 µm, which greatly expands the scope of their application.

Но световоды, полученные методом экструзии из монокристаллов системы AgBr - AgI, имеют бездефектную, гладкую боковую поверхность, как и световоды на основе монокристаллов системы AgCl - AgBr. Поэтому повысить чувствительность метода для определения онлайн мониторинга жидких химических веществ до требуемой концентрации - 0,0005 моль/л и даже менее 0,001 моль/л с помощью галогенидсеребряных световодов с гладкой, бездефектной поверхностью невозможно.But the fibers obtained by extrusion from single crystals of the AgBr - AgI system have a defect-free, smooth side surface, as well as fibers based on single crystals of the AgCl - AgBr system. Therefore, it is impossible to increase the sensitivity of the method for determining online monitoring of liquid chemicals to the required concentration - 0.0005 mol/l and even less than 0.001 mol/l using silver halide light guides with a smooth, defect-free surface.

Существует техническая проблема по разработке радиационно стойких галогенидсеребряных инфракрасных световодов с дефектной боковой поверхностью для среднего ИК диапазона. Световоды необходимы для изготовления чувствительной изогнутой петли в сенсорных волоконных зондах, которые подключаются к ИК Фурье спектрометру для удаленного онлайн мониторинга состава жидких химических веществ с чувствительностью до 0,0005 моль/л. Кроме того, радиационно стойкие, нетоксичные, негигроскопичные и пластичные галогенидсеребряные ИК световоды с дефектной боковой поверхностью, которая обеспечивает высокую спектральную чувствительность, востребованы для лазерной медицины, фармацевтики, оптоэлектроники и фотоники.There is a technical problem in the development of radiation-resistant silver halide infrared fibers with a defective side surface for the mid-IR range. Light guides are needed to make a sensitive curved loop in sensor fiber probes that are connected to an IR Fourier spectrometer for remote online monitoring of the composition of liquid chemicals with a sensitivity of up to 0.0005 mol/L. In addition, radiation-resistant, non-toxic, non-hygroscopic, and plastic silver halide IR light guides with a defective side surface, which ensures high spectral sensitivity, are in demand for laser medicine, pharmaceuticals, optoelectronics, and photonics.

Решение проблемы достигается за счет того, что разработан способ получения галогенидсеребряных световодов на основе нанокерамики системы AgCl0,25Br0,75 - AgI, включающий компьютерное моделирование по методу конечных элементов для определения параметров экструзии - температуры, давления плунжера на галогенидсеребряную заготовку и скорости перемещения заготовки через фильеру при получении световодов, отличающийся тем, что нанокерамическую заготовку диаметром 8,0 мм, высотой 16,0 мм на основе двух твердых растворов гексагональной фазы структурного типа вюрцит, P63mc, и кубической фазы структурного типа NaCl, Fm3m, состава AgCl0,25Br0,75, дополнительно содержащую йодид серебра при следующем соотношении ингредиентов в мол. %:The solution to the problem is achieved due to the fact that a method has been developed for obtaining silver halide fibers based on nanoceramics of the AgCl 0.25 Br 0.75 - AgI system, including computer simulation using the finite element method to determine the extrusion parameters - temperature, plunger pressure on the silver halide workpiece and movement speed preform through a spinneret when obtaining light guides, characterized in that a nanoceramic preform with a diameter of 8.0 mm, a height of 16.0 mm based on two solid solutions of a hexagonal phase of the wurtzite structural type, P6 3 mc, and a cubic phase of the structural type NaCl, Fm3m, composition AgCl 0.25 Br 0.75 additionally containing silver iodide in the following ratio of ingredients in mol. %:

AgCl0,25Br0,75 AgCl 0.25 Br 0.75 75,0 - 80,075.0 - 80.0 йодид серебраsilver iodide 25,0 - 20,0,25.0 - 20.0,

нагревают до 170°С, выдерживают в течение 60 минут для прогрева заготовки и при давлении плунжера в 1200 МПа и его вибрации на заготовку частотой 50 Гц, амплитудой 50 мкм, что обеспечивает ее перемещение со скоростью 0,6 мм/мин для формирования галогенидсеребряного световода диаметром 450 мкм, длиной 5 м с дефектной поверхностью в виде поперечных канавок глубиной 5 мкм, шириной 10 мкм и шагом в 80 мкм.heated to 170°C, kept for 60 minutes to warm up the workpiece and at a plunger pressure of 1200 MPa and its vibration on the workpiece with a frequency of 50 Hz, an amplitude of 50 μm, which ensures its movement at a speed of 0.6 mm/min to form a silver halide light guide 450 µm in diameter, 5 m long, with a defective surface in the form of transverse grooves 5 µm deep, 10 µm wide and 80 µm in pitch.

Сущность изобретения состоит в том, что разработан новый тип галогенидсеребряных ИК световодов с дефектной боковой поверхностью на основе нанокерамики системы AgCl0,25Br0,75 - AgI (Фиг. 1. Микрофотография боковой поверхности ИК световода на основе двух твердых растворов гексагональной фазы и кубической фазы состава 25 мол. % AgI в AgCl0,25Br0,75). Наличие на боковой поверхности световода поперечных канавок глубиной 5 мкм, шириной 10 мкм и шагом 80 мкм приводит к увеличению чувствительности в 2 раза до 0,0005 моль/л при анализе химических веществ, по сравнению с чувствительностью 0,001 моль/л и более для ИК световодов на основе монокристаллов систем AgCl - AgBr и AgBr - AgI (Фиг. 2. Схема метода для измерения концентрации химических веществ).The essence of the invention lies in the fact that a new type of silver halide IR fibers with a defective side surface based on nanoceramics of the AgCl 0.25 Br 0.75 - AgI system has been developed (Fig. 1. Micrograph of the side surface of an IR fiber based on two solid solutions of a hexagonal phase and a cubic phase composition 25 mol % AgI in AgCl 0.25 Br 0.75 ). The presence of transverse grooves on the side surface of the fiber with a depth of 5 µm, a width of 10 µm and a pitch of 80 µm leads to a 2-fold increase in sensitivity to 0.0005 mol/l in the analysis of chemicals, compared with a sensitivity of 0.001 mol/l and more for IR fibers based on single crystals of the systems AgCl - AgBr and AgBr - AgI (Fig. 2. Scheme of the method for measuring the concentration of chemicals).

Применение компьютерного моделирования на первоначальном этапе с целью определения режимов экструзии, а не подбор их с помощью метода проб и ошибок значительно сокращает и удешевляет процесс. Кроме того, моделированием определяют размер нанокерамической заготовки диаметром 8,0 мм и высотой 16,0 мм для получения галогенидсеребряного световода диаметром 450 мкм и длиной 5 м с дефектной боковой поверхностью.The use of computer simulation at the initial stage in order to determine extrusion modes, rather than selecting them using the trial and error method, significantly reduces and reduces the cost of the process. In addition, the size of a nanoceramic preform with a diameter of 8.0 mm and a height of 16.0 mm is determined by modeling to obtain a silver halide light guide with a diameter of 450 μm and a length of 5 m with a defective side surface.

Заготовка состоит из твердого раствора гексагональной фазы структурного типа вюрцит, P63mc, и твердого раствора состава AgCl0,25Br0,75, в кубической решетке которого дополнительно содержится йодид серебра при следующем соотношении компонентов в мол. %:The workpiece consists of a solid solution of a hexagonal phase of the wurtzite structural type, P6 3 mc, and a solid solution of the composition AgCl 0.25 Br 0.75 , in the cubic lattice of which additionally contains silver iodide in the following ratio of components in mol. %:

AgCl0,25Br0,75 AgCl 0.25 Br 0.75 75,0 - 80,0;75.0 - 80.0; йодид серебраsilver iodide 25,0 - 20,0.25.0 - 20.0.

В состав нанокерамики, а следовательно, и ИК световодов системы AgCl0,25Br0,75 - AgI входит более тяжелый по молекулярной массе, по сравнению с AgCl и AgBr, йодид серебра, который придает высокую нанодефектность, уплотняет кристаллическую решетку, увеличивает твердость и обеспечивает радиационную стойкость световода к ультрафиолетовому и бета-облучению, а также расширяет диапазон спектрального пропускания от 20 до 27 мкм, по сравнению со световодами системы AgCl - AgBr (аналоги).The composition of nanoceramics and, consequently, IR optical fibers of the AgCl 0.25 Br 0.75 - AgI system includes silver iodide, which is heavier in molecular weight compared to AgCl and AgBr, which imparts high nanodefectivity, densifies the crystal lattice, increases hardness and provides radiation resistance of the fiber to ultraviolet and beta radiation, and also expands the spectral transmission range from 20 to 27 microns, compared with AgCl - AgBr system fibers (analogues).

Пример 1.Example 1

Изготовили галогенидсеребряную нанокерамику на основе твердого раствора гексагональной фазы структурного типа вюрцит, P63mc, и кубической фазы структурного типа NaCl, Fm3m, на основе твердого раствора состава AgCl0,25Br0,75, в кристаллической решетке которого дополнительно содержится йодид серебра при следующем соотношении ингредиентов в мол. %:A silver halide nanoceramic was fabricated based on a solid solution of a hexagonal phase of the wurtzite, P6 structural type.3mc, and a cubic phase of the structural type NaCl, Fm3m, based on a solid solution of the composition AgCl0.25Br0.75, in the crystal lattice of which additionally contains silver iodide in the following ratio of ingredients in mol. %:

AgCl0,25Br0,75 AgCl 0.25 Br 0.75 75,0;75.0; йодид серебраsilver iodide 25,0.25.0.

Компьютерным моделированием по методу конечных элементов определили режимы экструзии нанокристаллической заготовки диаметром 8,0 мм и высотой 16,0 мм. Из нанокерамики изготовили заготовку для экструзии заданного размера. затем поместили ее в контейнер, с одного торца которого расположена фильера диаметром 450 мкм, с другого - плунжер, создающий давление и вибрацию. Заготовку нагревают до температуры 170°С. выдерживают в течение 60 минут для прогрева и при давлении плунжера в 1200 МПа и его вибрации на заготовку, частотой 50 Гц, амплитудой 50 мкм происходит ее перемещение через фильеру со скоростью 0,6 мм/мин и формируется галогенидсеребряный световод диаметром 450 мкм, длиной 5 м с дефектной боковой поверхностью в виде поперечных канавок глубиной 5 мкм, шириной 10 мкм, шагом в 80 мкм (Фиг.1).Computer simulation using the finite element method determined the extrusion modes of a nanocrystalline preform with a diameter of 8.0 mm and a height of 16.0 mm. A billet for extrusion of a given size was made from nanoceramics. then it was placed in a container, on one end of which there is a die with a diameter of 450 microns, on the other - a plunger that creates pressure and vibration. The workpiece is heated to a temperature of 170°C. held for 60 minutes to warm up and at a plunger pressure of 1200 MPa and its vibration on the workpiece, frequency 50 Hz, amplitude 50 μm, it moves through the spinneret at a speed of 0.6 mm/min and a silver halide light guide with a diameter of 450 μm and a length of 5 m with a defective side surface in the form of transverse grooves with a depth of 5 microns, a width of 10 microns, a step of 80 microns (Figure 1).

Спектры пропускания световода сняты на ИК Фурье спектрометре IR Prestige-21, Shimadzu (1,28 - 41,7 мкм) с текстовым волокном (Фиг. 3). Световоды пропускают без окон поглощения от 3,0 до 27,0 мкм.The transmission spectra of the light guide were taken on an IR Fourier spectrometer IR Prestige-21, Shimadzu (1.28 - 41.7 μm) with a text fiber (Fig. 3). The light guides transmit without absorption windows from 3.0 to 27.0 μm.

Световоды устойчивы к ультрафиолетовому и видимому облучениям на длинах волн 260-500 нм в течение 530 мин.The light guides are resistant to ultraviolet and visible irradiation at wavelengths of 260-500 nm for 530 minutes.

Исследование устойчивости световодов к бета-облучению с поэтапным набором дозы от 50 до 1000 кГр проводили на линейном ускорителе электронов УЭЛР-10-10С.The resistance of optical fibers to beta irradiation with a gradual increase in dose from 50 to 1000 kGy was studied on a linear electron accelerator UELR-10-10S.

Пример 2.Example 2

Изготовили нанокерамику на основе двух твердых растворов гексагональной и кубической фаз, как в примере 1. Кубическая фаза содержит твердый раствор AgCl0,25Br0,75, в кристаллической решетке которого содержится йодид серебра при следующем соотношении ингредиентов в мол. %:Made nanoceramics based on two solid solutions of hexagonal and cubic phases, as in example 1. The cubic phase contains a solid solution of AgCl0.25Br0.75, in the crystal lattice of which contains silver iodide in the following ratio of ingredients in mol. %:

AgCl0,25Br0,75 AgCl 0.25 Br 0.75 80,0;80.0; йодид серебраsilver iodide 20,0.20.0.

Компьютерным моделированием для этого состава нанокерамики определили режимы экструзии заготовки размером 8 х 16 мм - температуру 170°С, давление на заготовку в 1200 МПа и при вибрации в 50 Гц, амплитудой 50 мкм. Методом экструзии изготовили галогенидсеребряный световод с дефектной боковой поверхностью диаметром 450 мкм, длиной 5 м и такими же свойствами, как в примере 1.Computer simulation for this composition of nanoceramics determined the extrusion modes of a workpiece with a size of 8 x 16 mm - a temperature of 170°C, a pressure on the workpiece of 1200 MPa and with a vibration of 50 Hz, with an amplitude of 50 μm. A silver halide light guide with a defective side surface 450 µm in diameter, 5 m long and with the same properties as in example 1 was fabricated by extrusion.

Пример 3.Example 3

Из нанокерамики на основе твердого раствора гексагональной фазы и кубической фазы состава в мол. %:From nanoceramics based on a solid solution of a hexagonal phase and a cubic phase of composition in mol. %:

AgCl0,25Br0,75 AgCl 0.25 Br 0.75 77,0;77.0; йодид серебраsilver iodide 23,023.0

изготовили заготовку для получения методом экструзии ИК световода с дефектной боковой поверхностью. Компьютерное моделирование, эксперимент и исследование функциональных свойств проводили, как в примере 1.prepared a workpiece for extrusion of an IR light guide with a defective side surface. Computer simulation, experiment and study of functional properties were carried out as in example 1.

При отклонении составов галогенидсеребряной нанокерамики, приведенных в примерах, а также при изменении смоделированных режимов экструзии, не удается получить световоды с дефектной боковой поверхностью и требуемыми функциональными свойствами.When the compositions of the silver halide nanoceramics are different, given in the examples, as well as when the simulated extrusion modes are changed, it is not possible to obtain fibers with a defective side surface and the required functional properties.

Технический результатTechnical result

Разработан способ получения нового типа радиационно стойких галогенидсеребряных световодов на основе оптимальных составов нанокерамики системы AgCl0,25Br0,75 - AgI. За счет оптимального химического состава нанокерамики и смоделированных режимов экструзии получают световоды с дефектной боковой поверхностью. Световоды такой структуры прозрачны в среднем и дальнем ИК диапазонах от 3,0 до 27,0 мкм, что позволяет детектировать спектры химических соединений при определении химических веществ с высокой чувствительностью до 0,0005 моль/л в более широком спектральном диапазоне. A method has been developed for obtaining a new type of radiation-resistant silver halide optical fibers based on the optimal compositions of nanoceramics of the AgCl 0.25 Br 0.75 - AgI system. Due to the optimal chemical composition of nanoceramics and simulated extrusion modes, fibers with a defective side surface are obtained. Light guides of this structure are transparent in the mid and far IR ranges from 3.0 to 27.0 μm, which makes it possible to detect the spectra of chemical compounds when determining chemicals with high sensitivity up to 0.0005 mol/l in a wider spectral range.

Применение на первоначальном этапе компьютерного моделирования по методу конечных элементов для определения параметров экструзии позволяет значительно сократить и удешевить процесс, а также стабильно получать из оптической нанокерамики ИК световоды с дефектной боковой поверхностью.The use at the initial stage of computer simulation by the finite element method to determine the parameters of extrusion makes it possible to significantly reduce and reduce the cost of the process, as well as to stably obtain IR fibers with a defective side surface from optical nanoceramics.

Применение в сенсорных волоконных зондах таких световодов в виде изогнутой петли диаметром 10 мм (Фиг. 2) позволяет повысить чувствительность спектроскопического метода в 2 раза по сравнению со световодами из монокристаллов систем AgCl - AgBr, AgBr - AgI (аналоги и прототип). Применение нетоксичных галогенидсеребряных световодов, обладающих совокупностью приведенных свойств, возможно также в диагностической медицине, фармацевтике, в лазерной технике, оптоэлектронике и фотонике.The use of such fibers in the sensor fiber probes in the form of a curved loop with a diameter of 10 mm (Fig. 2) makes it possible to increase the sensitivity of the spectroscopic method by 2 times in comparison with fibers from single crystals of the AgCl - AgBr, AgBr - AgI systems (analogs and prototype). The use of non-toxic silver halide fibers with a combination of the above properties is also possible in diagnostic medicine, pharmaceuticals, laser technology, optoelectronics, and photonics.

Claims (3)

Способ получения галогенидсеребряных световодов на основе нанокерамики системы AgCl0,25Br0,75 – AgI, включающий компьютерное моделирование по методу конечных элементов для определения параметров экструзии – температуры, давления плунжера на галогенидсеребряную заготовку и скорости перемещения заготовки через фильеру при получении световодов, отличающийся тем, что нанокерамическую заготовку диаметром 8,0 мм, высотой 16,0 мм на основе двух твердых растворов гексагональной фазы структурного типа вюрцит, P63mc, и кубической фазы структурного типа NaCl, Fm3m, состава AgCl0,25Br0,75, дополнительно содержащей йодид серебра при следующем соотношении ингредиентов в мол. %:A method for producing silver halide fibers based on nanoceramics of the AgCl 0.25 Br 0.75 - AgI system, including computer simulation using the finite element method to determine the extrusion parameters - temperature, plunger pressure on the silver halide billet and the speed of movement of the billet through the spinneret when obtaining fibers, characterized in that that a nanoceramic preform with a diameter of 8.0 mm, a height of 16.0 mm based on two solid solutions of a hexagonal phase of the wurtzite structural type, P6 3 mc, and a cubic phase of the structural type NaCl, Fm3m, composition AgCl 0.25 Br 0.75 , additionally containing silver iodide in the following ratio of ingredients in mol. %: AgCl0,25Br0,75 AgCl 0.25 Br 0.75 75,0-80,075.0-80.0 йодид серебраsilver iodide 25,0-20,0,25.0-20.0,
нагревают до 170 °С, выдерживают в течение 60 минут для прогрева заготовки и при давлении плунжера в 1200 МПа и его вибрации на заготовку частотой 50 Гц, амплитудой 50 мкм, что обеспечивает ее перемещение со скоростью 0,6 мм/мин для формирования галогенидсеребряного световода диаметром 450 мкм, длиной 5 м с дефектной поверхностью в виде поперечных канавок глубиной 5 мкм, шириной 10 мкм и шагом в 80 мкм.heated to 170 °C, kept for 60 minutes to warm up the workpiece and at a plunger pressure of 1200 MPa and its vibration on the workpiece with a frequency of 50 Hz, an amplitude of 50 μm, which ensures its movement at a speed of 0.6 mm/min to form a silver halide light guide 450 µm in diameter, 5 m long, with a defective surface in the form of transverse grooves 5 µm deep, 10 µm wide and 80 µm in pitch.
RU2022132026A 2022-12-08 METHOD FOR OBTAINING SILVER HALIDE LIGHT GUIDES BASED ON AgClAgCl 0.25Br0.75 - AgI NANOCERAMICS RU2798232C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2798232C1 true RU2798232C1 (en) 2023-06-19

Family

ID=

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4414552A1 (en) * 1994-04-26 1995-11-02 Kuepper Lukas Dipl Phys Process for the production of micro-optical elements or a fiber end in the form of a micro-optical element and use of such elements
RU2668247C1 (en) * 2017-12-26 2018-09-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) Method for producing crystals of solid solutions of halogenides of silver and thallia (i)
RU2780732C1 (en) * 2022-03-05 2022-09-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for producing terahertz nanocrystalline optical fibers of the agbr-agi system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4414552A1 (en) * 1994-04-26 1995-11-02 Kuepper Lukas Dipl Phys Process for the production of micro-optical elements or a fiber end in the form of a micro-optical element and use of such elements
RU2668247C1 (en) * 2017-12-26 2018-09-27 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" (УрФУ) Method for producing crystals of solid solutions of halogenides of silver and thallia (i)
RU2780732C1 (en) * 2022-03-05 2022-09-29 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" Method for producing terahertz nanocrystalline optical fibers of the agbr-agi system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
McMillan et al. The fibre drop analyser: a new multianalyser analytical instrument with applications in sugar processing and for the analysis of pure liquids
EP0606377B1 (en) Optical fiber for spectroscopic monitoring
Krska et al. Polymer coated silver halide infrared fibers as sensing devices for chlorinated hydrocarbons in water
Wang et al. High-sensitivity sensing in bare Ge-Sb-Se chalcogenide tapered fiber with optimal structure parameters
Jakubowski et al. Liquid-core polymer optical fibers for luminescent waveguide applications
Lepine et al. Optical microfabrication of tapers in low-loss chalcogenide fibers
RU2798232C1 (en) METHOD FOR OBTAINING SILVER HALIDE LIGHT GUIDES BASED ON AgClAgCl 0.25Br0.75 - AgI NANOCERAMICS
Littlejohn et al. Bent silica fiber evanescent absorption sensors for near-infrared spectroscopy
Belal Sara et al. Laser biosensor as for pregnancy test by using photonic crystal fiber
CN105372208B (en) A kind of photonic crystal fiber methane transducer based on sensitive membrane coating
Girei et al. Tapered multimode fiber sensor for ethanol sensing application
CN105784618A (en) Parameter measurement device and method for solution film on non-transparent solid surface
Skibina et al. Photonic crystal waveguide sensing
RU2780732C1 (en) Method for producing terahertz nanocrystalline optical fibers of the agbr-agi system
RU2809373C1 (en) SILVER HALIDE NANOCERAMICS BASED ON SOLID SOLUTIONS OF AgCl0.25Br0.75 - AgI SYSTEM
EP2562532A1 (en) Optical detecting method and device for long-term continuously monitoring liquid concentration
Lin Mid-Infrared Photonic Chip for Label-Free Glucose Sensing
Aristilde et al. Measurement of multiphase flow by tilted optical fiber bragg grating sensor
RU2686512C1 (en) TWO-LAYERED CRYSTAL INFRARED LIGHT GUIDE FOR SPECTRAL RANGE 2-50 mcm
Niu et al. Surface tension coefficient of liquid sensor based on FBG
Milenko et al. Towards fiber-optic Raman spectroscopy for glucose sensing
RU2816746C1 (en) Double-layer silver halide infrared light guide
Camas-Anzueto et al. Instrumentation of the light refraction for measuring the refractive index of transparent liquids
WO2017108136A1 (en) High refractive index immersion liquid for super-resolution 3d imaging using sapphire-based anail optics
Hota et al. Photonic crystal structures for sensing application