Получение и исследование высокочистых оксидных стекол и специальных световодов на их основе для волоконных лазеров и усилителей, работающих в ближнем и среднем ИК-диапазонах

Цель работы - разработка специальных волоконных световодов на основе высокочистых кварцевых и теллуритных стекол. Разработаны физико-химические основы получения заготовок для вытягивания активных световодов-конусов. Заготовки изготавливались полностью газофазным MCVD методом, с использованием летучих соединений эрбия и иттербия. В качестве стекла сердцевины использовалось кварцевое стекло, легированное совместно оксидами алюминия и фосфора. Уникальная особенность данной матрицы обусловлена близкими к кварцевому стеклу физико-химическими свойствами но в отличие от кварцевого стекла данная матрица имеет более высокий концентрационный предел вхождения оксидов РЗЭ. Это позволяет изготавливать заготовки высоколегированных редкоземельными элементами конусных световодов с большим полем моды и достигать высоких пиковых мощностей в устройствах. На базе этих световодов были разработаны конструкция легированных РЗЭ волоконных усилителей с высокой пиковой мощностью. Синтезированы серии новых составов теллуритных стёкол с модифицирующими добавками оксидов металлов. Исследованы свойства, определяющие применение в волоконной оптике. На основании исследований оптимизированы составы волоконно-оптических сред ИК-диапазона, характеризующихся минимальным поглощением гидроксильными группами (до 0,001 см-1), значительной устойчивостью против кристаллизации (критерий разности температур стеклования и начала кристаллизации не хуже 150 ºС). Новые материалы обладают повышенными температурами стеклования (до 440 ºС для вольфрам-теллуритных и до 400 ºС для цинк-теллуритных), возможностью модификации показателя преломления для создания волноводных структур, отлично растворяют редкоземельные оксиды и уже продемонстрировали возможность лазерной генерации. Уточнены конфигурации световодов со ступенчатым профилем показателя преломления и микроструктурированных. Изготовлены образцы волокон со ступенчатым профилем показателя преломления с оптическими потерями до 0,3 дБ/м и микроструктурированных волокон для передачи излучения инфракрасных лазеров.