ФОТОИНДУЦИРОВАННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ КВАРЦЕВЫХ СТЕКОЛ, ЛЕГИРОВАННЫХ ГЕРМАНИЕМ И ОЛОВОМ ПОД ДЕЙСТВИЕМ НИЗКОИНТЕНСИВНОГО УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Рыжков Павел Михайлович

Научный руководитель: Рыбалтовский А.О., доктор физ.-мат. наук, сотрудник НИИЯФ МГУ

Московский Государственный Университет, г.Москва, Россия

Было проведено сравнительное исследование влияния низкоинтенсивного ультрафиолетового излучения на фоточувствительность стекол , , , полученных методом химического осаждения из газовой фазы (MCVD-метод). Измерялось изменение спектров поглощения таких образцов под воздействием ультрафиолетового излучения ртутной лампы (длина волны-250нм), при этом регистрировался процесс распада кислородно-дефицитных центров (КДЦ), связанных с этими примесями (полосы поглощения в районе 240-253 нм) в насыщенных водородом и исходных образцах. Из измерений спектров поглощения этих стекол было установлено, что атомы олова, в отличие от атомов германия, большей частью входят в состав стекла в виде КДЦ и образуют полосу поглощения с максимумом на длине волны 253 нм. После облучения водородосодержащих образцов обнаружено увеличение эффективности распада полосы поглощения, связанной с германиевыми КДЦ, по сравнению с исходными образцами (в 4 раза), в то время, как для оловянных КДЦ уменьшение полосы поглощения при таких же дозах облучения составляет 20-30%.

Интерес к подобного типа составам стекла связан с возможностью повышения фоточувствительости (изменение показателя преломления) одномодовых волоконных световодов с сердцевеной из этого стекла при таком способе легирования [1]. В то же время результаты измерения величин распада КДЦ по полосе поглощения при 240 нм в исходных и водородосодержащих образцах не обнаруживают существенной разницы по отношению к образцам .

Основным механизмом распада КДЦ в присутствии молекул водорода является фотохимическая реакция взаимодействия КДЦ в возбужденном триплетном состоянии T1 с молекулой водорода [2]. Посколько время жизни в триплетном состоянии для оловянных КДЦ оказывается на порядок меньше (1.0 мкс), чем у германиевыхцентров, то, естественно, можно ожидать уменьшения выхода такой реакции в образцах .

Полоса поглощения от КДЦ в образцах имеет максимум в районе 244 нм. Разложение суммарной полосы на гауссоиды показывает, что несмотря на то, что концентрация германия в данном образце почти в 40 раз больше концентрации олова, вклад в общую полосу поглощения от оловянных КДЦ оказывается всего в 5 раз меньше вклада от германиевых КДЦ. Полученные результаты по измерению полос поглощения в стеклах и свидетельствуют о том, что при прочих равных условиях примесь олова с большей вероятностью, чем примесь германия образует кислорододефицитные центры.

Проведённый анализ показывает, что увеличение фоточувствительности волоконных световодов на основе по сравнению со световодами напрямую не связано с фотораспадом КДЦ в этих стеклах. Возможно, что в повышении фоточувствительности световодов, имеющих сердцевину из этого стекла, играют роль релаксации напряженных связей типа в сетке стекла.

Литература:

  1. L.Dong, J.L.Cruz, L.Reekie, D.N.Payne, M.G.Xu “Enhanced photosensitivity in tin-codoped germanosilicate optical fibers”, IEEE Photonics Technology Letters, vol. 7, September 1995.
  2. V.A.Radzig, V.N.Bagratashvili, S.I.Tsypina, P.V.Chernov, A.O.Rybaltovskii “Photoinduced reactions of oxygen-deficient centers with molecular hydrogen in silica glasses”, J. Phys. Chem., 1995, 99, 6640-6647.

e-mail: asf@asf.e-burg.ru