Механизмы оптических потерь в высоколегированных германосиликатных и фосфоросиликатных одномодовых световодах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ВОЛОКОННОЙ оптики При ИНСТИТУТЕ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ им. А.МЛрохорова

О Б ЯЗ АТ и л р I На правах рукописи

бесплатный ЭКЗЕМПЛЯР

ЛИХАЧЕВ МИХАИЛ ЕВГЕНЬЕВИЧ

МЕХАНИЗМЫ ОПТИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ В ВЫСОКОЛЕГИРОВАННЫХ ГЕРМАНОСИЛИКАТНЫХ И ФОСФОРОСИЛИКАТНЫХ ОДНОМОДОВЫХ СВЕТОВОДАХ

Специальность 01.04.21 -лазерная физика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в Научном центре волоконной оптики при Институте общей физики им. А.М.Прохорова Российской академии наук

Научный руководитель:

БУБНОВ Михаил Михайлович кандидат физико-математических наук старший научный сотрудник

Официальные оппоненты:

Бирюков Александр Сергеевич доктор физико-математических наук профессор

Никитин Евгений Петрович кандидат физико-математических наук

Ведущая организация:

Институт радиотехники и электроники Российской академии наук

Защита состоится " ^ "сжТ-йЬрА. 2005 г. в часов на заседании

Диссертационного совета Д 002.063.03 при Институте

общей физики им. А.М.Прохорова РАН

по адресу: 119991, г.Москва, ул.Вавилова 38, ИОФ РАН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института общей физики им. А.М.Прохорова РАН

Автореферат разослан

2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук

Воляк Т.Б.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Развитие волоконной оптики в первую очередь связано с бурным развитием волоконно-оптической связи в течении последних 20 - 30 лет. В то же время волоконные световоды оказались не только прекрасной передающей средой, характеризующейся очень низкими оптическими потерями и широкой полосой пропускания, но и перспективным нелинейным элементом для ряда приложений, часто напрямую не связанными с оптическими системами передачи информации. Вследствие этого, большое внимание в настоящее время уделяется высоколегированным одномодовым волоконным световодам. Малый размер поля моды, практически неограниченная длина взаимодействия и простота соединения со стандартными одномодовыми световодами делают такие световоды идеальным нелинейным элементом для самых разнообразных приложений.

Световоды с повышенной (по сравнению со стандартными световодами) концентрацией оксида германия широко используются в рамановских лазерах и усилителях, параметрических усилителях, при нелинейном переключении импульсов, генерации суперконтинуума и во многих других устройствах. Световоды, легированные до высоких концентраций оксида фосфора, нашли применение в рамановских конвертерах. Стекло, легированное оксидом фосфора, обладает значительно большей величиной рамановского сдвига (1330 см"1) по сравнению с германосиликатным стеклом (440 см"1). Поэтому использование фосфоросиликатного стекла позволяет значительно уменьшить количество каскадов в рамановских конверторах при получении больших величин рамановских сдвигов.

Эффективность нелинейных эффектов, как известно, определяется плотностью световой мощности, сосредоточенной в сердцевине световода, которая увеличивается при уменьшении размера поля моды. Для достижения малого размера поля моды (и, следовательно, высокой плотности мощности) необходимо иметь большую разницу показателей преломления Дп сердцевины и оболочки световода, что обусловливает интерес к созданию технологии изготовления световодов с возможно большим содержанием легирующей добавки в сердцевине.

Величина An растет практически линейно с увеличением концентрации Ge02 в сердцевине. При концентрации 30 мол.% Ge02 она составляет 0.043. Увеличение концентрации от ~3 мол.% (соответствующей стандартным одномодовым световодам для линий связи) до 30 мол.% Ge02 приводит к увеличению нелинейности световода более чем на порядок. В то же время с увеличением концентрации оксида германия в сердцевине резко возрастают полные оптические потери, что существенно снижает эффективность устройств, в которых используются такие световоды. Так, в световодах, изготовленных методом MCVD, оптические потери на длине волны 1.55 мкм до недавнего времени превышали 2-5 дБ/км при концентрации оксида германия 30 мол.% [1, 2]. В световодах, легированных оксидом фосфора, ситуация оказалась аналогичной, и отличается только тем, что резкий рост оптических потерь начинается уже при концентрациях 15 мол.% Р205 (Дп=0.013), где оптические потери превышают 3 дБ/км на длине волны 1.24 мкм [3].

Уровень оптических потерь в высоколегированных световодах, изготовленных MCVD методом, значительно превышает теоретические оценки оптических потерь за счет фундаментальных механизмов: 0.5 дБ/км на длине волны 1.55 мкм для световодов, содержащих 30 мол.% оксида германия и 0.3-0.4 дБ/км на длине волны 1.24 мкм для световодов, содержащих 10-15 мол.% оксида фосфора. Необходимо отметить, что современный уровень очистки исходных веществ и используемые в настоящее время технологии изготовления световодов MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition) [4], OVD (Outer Vapor Deposition) [5], VAD (Vapor Axial Deposition) [6] и PCVD (Plasma Chemical Vapor Deposition) [7] позволяют полностью избавиться от всех нежелательных примесей в световоде, имеющих полосы поглощения на данных длинах волн. Таким образом, наблюдающийся высокий уровень оптических потерь обусловлен, по всей видимости, либо собственными свойствами высоколегированного кварцевого стекла, либо особенностями процесса изготовления таких световодов. Актуальным представляется исследование природы механизмов, обусловливающих столь высокий уровень оптических потерь, а также поиск методов, позволяющих понизить величину оптических потерь в высоколегированных световодах.

Целью настоящей работы является изучение механизмов оптических потерь в высоколегированных одномодовых световодах, изготовленных

МСУО методом, и поиск методов снижения полных оптических потерь в таких световодах.

Для достижения заявленной цели были поставлены следующие ЗАДАЧИ.

1. Определение вклада фундаментальных механизмов в оптические потери в высоколегированных одномодовых световодах.

2. Исследование механизмов оптических потерь, отличных от фундаментальных и приводящих к заметному росту оптических потерь в ближней ИК-области спектра (1 - 1.6 мкм). Определение вклада таких механизмов в полные оптические потери.

3. Исследование влияния различных технологических факторов на величину оптических потерь в высоколегированных световодах.

Научная новизна и защищаемые положения

Проведены прямые измерения величины коэффициента рэлеевского рассеяния в высоколегированных германосиликатных и фосфоросиликатных одномодовых световодах. Обнаружено, что интенсивность рэлеевского рассеяния в сердцевине световодов увеличивается по сравнению с объемными образцами с той же концентрацией легирующей добавки на 10 - 30% в зависимости от условий вытяжки световода.

Показано, что в высоколегированных световодах, одномодовых в ближней ИК-области, источники избыточных оптических потерь локализованы в области границы сердцевина-оболочка и в области центрального провала профиля показателя преломления (ППП).

Установлено, что избыточные оптические потери в высоколегированных световодах обусловлены отличным от рэлеевского аномальным рассеянием, возникающим на границе сердцевина-оболочка и в области центрального провала ППП. Найдено, что спектральная зависимость избыточных оптических потерь обусловленных аномальным рассеянием носит степенной характер с показателем степени, лежащим в диапазоне 2-3.

Практическая ценность

Модифицирован метод измерения дифференциальных модовых потерь и впервые предложена методика, позволяющая оценивать распределение оптических потерь по сечению маломодовых световодов.

Разработана оригинальная установка, позволяющая измерять индикатрису излучения, рассеянного в световоде, в широком диапазоне углов при относительно небольшой введенной мощности зондирующего излучения.

Модификация технологии изготовления высоколегированных одномодовых световодов позволила создать образцы световодов, обладающие рекордно низким для MCVD метода уровнем оптических потерь. Предложены дальнейшие пути уменьшения оптических потерь в высоколегированных одномодовых световодах, изготовленных методом MCVD.

Апробация работы

Материалы, изложенные в диссертации, докладывались на Европейской конференции по оптической связи (European Conference on Optical Communications) в 2003 и 2004 годах, а так же на научных семинарах НЦВО при ИОФ РАН. В 2002 и 2003 годах работы, вошедшие в диссертацию, занимали соответственно 1-2 и 1 место на конкурсе работ молодых ученых, проводимом в НЦВО. По теме диссертации опубликовано 5 печатных работы в рецензируемых журналах.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 126 страницах машинописного текста, содержит 32 рисунка и 3 таблицы. Список литературы содержит 92 наименования.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность данной работы, сформулированы основные цели исследования. Кратко изложено основное содержание материала по главам.

Первая глава представляет собой обзор литературы. Рассмотрены известные механизмы оптических потерь в ближней ИК области спектра в одномодовых волоконных световодах (не связанные с внешними воздействиями на световод). Показано состояние исследований рэлеевского рассеяния, УФ и ИК поглощения и механизмов избыточных оптических

потерь в одномодовых волоконных высоколегированных световодах на момент начала работы над диссертацией. В частности, в первой главе указано на следующее:

- к моменту начала работы над диссертацией не было однозначных данных о величине рэлеевского рассеяния в высоколегированных германосиликатных и фосфоросиликатных одномодовых световодах.

- не было понимания, какими именно механизмами обусловлен высокий уровень оптических потерь в таких световодах

- не были ясны причины значительно более высокого уровня оптических потерь в высоколегированных одномодовых световодах, изготовленных методом МС\Т), по сравнению со световодами, изготовленными при помощи УАЭ технологии.

Во второй главе данной диссертации представлены результаты прямых измерений величины рэлеевского рассеяния в одномодовых высоколегированных германосиликатных и фосфоросиликатных световодах. Для определения величины рэлеевского рассеяния был использован метод обратного рассеяния [8], ранее применявшийся лишь для слаболегированных германосиликатных световодов. В данном методе регистрируется уровень рассеянного зондирующего излучения, направляемого световодом и распространяющегося назад (в направлении, обратном направлению распространения зондирующего излучения). Измеренная этим методом интенсивность рассеянного излучения зависит от мощности введенного излучения, оптических потерь в исследуемом световоде и коэффициента рэлеевского рассеяния (КРР). Измерение величины скачка сигнала обратного рассеяния в месте состыковки измеряемого и "эталонного" (в котором коэффициент рэлеевского рассеяния известен заранее) световодов позволяет определить значение КРР в исследуемом световоде. На основе данной методики впервые прямым методом определены концентрационные зависимости КРР в одномодовых световодах вплоть до высоких концентраций легирующих добавок: 30 мол.% 0е02 (см. рис.1) и 15 мол.% Р205. Показано соответствие измеренной величины КРР теоретическим расчетам. Указано, что значительно большие значения КРР в таких световодах, полученные рядом авторов, обусловлены использованием графического метода "Х^-анализа", который, будучи применен в одномодовых световодах, дает ошибочные результаты. Впервые прямым методом получена зависимость величины КРР

7-

6-

о данная работа

- теоретический расчет

• "яЛанализ"

543210-

-г-5

10 15 20 25 30 Концентрация Се02, мол.%

Рис. 1 Зависимость коэффициента рэлеевского рассеяния от концентрации оксида германия.

от условий вытяжки световодов и показано, что изменение величины КРР при изменении температуры вытяжки с 1940° до 1860° меняет КРР лишь на 20% и не может обусловливать наблюдающуюся зависимость полных оптических потерь от температуры вытяжки в высоколегированных световодах.

Третья глава посвящена изучению распределения оптических потерь по сечению световодов. Указано, что к моменту написания диссертации не были ясны не только механизмы, приводящие к появлению высокого уровня оптических потерь в высоколегированных одномодовых световодов, но и не была ясна локализация избыточных потерь: одни авторы полагали, что причиной высокого уровня оптических потерь является повышенный уровень оптических потерь в сердцевине световода, в то время, как другие предполагали, что избыточные оптические потери могут возникать на границе сердцевина-оболочка. Так же рассмотрены разработанные к моменту начала

Таблица 1. Результаты измерения дифференциальных модовых потерь в световоде веЗОЗ (23.5 мол.% 0е02) вытянутом при двух различных температурах вытяжки. Длина волны зондирующего излучения - 0.63 мкм.

Условия вытяжки Индекс / (и= 1) Рсерд, % Рграи > % Оптические потери, дБ/км С^серд, дБ/км ССграя, дБ/км

Т=1940° 0 86 7.8 90±2

1 66 17.9 128±2 54+6 547±40

2 39 24.6 162±5

Т=1880° 0 86 7.8 69±2

1 66 17.9 86±3 54+1 288+8

2 39 24.6 93±5

Индексы мод / и т (2-й столбец) даны в обозначениях [10], используемых при решении скалярного волнового уравнения. РКрД , РфаН - доли мощности моды, распространяющиеся в сердцевине световода и на границе сердцевина-оболочка соответственно, а^д, агрш -рассчитанные по результатам измерений (столбец 5) средние оптические потери в области сердцевины и границы сердцевина-оболочка

работы над диссертацией методы определения распределения оптических потерь по сечению световодов и указано на их неприменимость в одномодовых световодах.

Для исследования распределения оптических потерь по сечению одномодовых в ближней ИК-области световодов было предложено модифицировать метод измерения дифференциальных модовых потерь [9] и проводить измерение оптических потерь отдельных мод волоконного световода, распространяющихся в маломодовом режиме. Как показали измерения дифференциальных модовых потерь в световодах со ступенчатым профилем показателя преломления (ППП) и не имеющих центрального провала в ППП, рост оптических потерь мод коррелирует с увеличением индекса I (см. табл.1) При этом доля мощности излучения, распространяющегося по сердцевине световода, с увеличением индекса / уменьшается, одновременно доля мощности излучения, распространяющаяся на границе сердцевина-оболочка с увеличением индекса I, наоборот, увеличивается. По результатам проведенных измерений были оценены средние оптические потери в сердцевине световода и на границе сердцевина-оболочка. Впервые было достоверно установлено, что источником

избыточных оптических потерь в высоколегированных германосиликатных и фосфоросиликатных одномодовых световодах является граница сердцевина-оболочка. Средние оптические потери в сердцевине исследованных световодов, как показали проведенные оценки, определяются фундаментальными механизмами оптических потерь. Были также исследованы световоды с центральным провалом в ППП и без него. Было установлено, что область центрального провала в профиле показателя преломления также является источником повышенных оптических потерь.

Используя полученные результаты, была исследована спектральная зависимость избыточных оптических потерь. Результаты этих исследований показали, что она носит степенной характер: А

аи*- ЯЬ >

где - средняя величина избыточных оптических потерь на границе сердцевина-оболочка, либо в области центрального провала в ППП, Я - длина волны. Показатель степени Ь изменяется в диапазоне 2-3.

Четвертая глава посвящена исследованию углового распределения рассеянного в сердцевине одномодового световода излучения. Рассмотрены разработанные ранее методики измерения индикатрисы рассеяния, указано на имеющиеся недостатки и предложена оригинальная схема измерительной установки (см. рис.2). Созданная установка за счет увеличения до 4 см длины световода, с которой собиралось рассеянное излучение, позволила одновременно получить хорошее соотношение сигнал/шум при относительно небольшой введенной мощности зондирующего излучения и обеспечить измерение интенсивности рассеянного излучения в широком диапазоне углов (в том числе и под малыми углами к оси световода). Измерение индикатрисы рассеяния (см. рис.3) выявило присутствие рассеяния, отличного от рэлеевского, которое в дальнейшем было названо аномальным. Индикатриса аномального рассеяния оказалась несимметричной - основная мощность рассеивалась в направлении распространения зондирующего излучения, на порядок и более превышая интенсивность рэлеевского рассеяния. В то же время интенсивность рассеянного в световоде излучения, распространяющегося в направлении, обратном направлению распространения зондирующего излучения, определяется рэлеевским рассеянием.

)

Схема 1

Схема 2

а

§ Кварцевая ,

о Зеркало призма , "Светящийся" участок световода

Рис.2. Схема установки для измерения углового распределения интенсивности света, рассеянного в световоде.

Был рассчитан вклад аномального рассеяния в оптические потери и показано, что полные оптические потери в высоколегированных германосиликатных и фосфоросиликатных световодах практически целиком определяются суммарным вкладом аномального рассеяния и фундаментальных механизмов оптических потерь. Так же было изучено влияние на интенсивность аномального рассеяния таких факторов, как форма ППП световода и условия его вытяжки. Оказалось, что зависимость полных оптических потерь от указанных факторов обусловлена соответствующим изменением интенсивности аномального рассеяния.

В пятой главе обсуждаются полученные результаты. Параграф 5.1 посвящен механизму возникновения аномального рассеяния. Сравнение теоретических расчетов, проведенных другими авторами, с полученными в диссертации экспериментальными результатами позволило обосновать предположение, что аномальное рассеяние обусловлено рассеянием на неоднородностях, размер которых в радиальном направлении значительно меньше длины волны, а в осевом направлении - сравним, либо значительно

угол рассеяния, градусы

Рис.3. Типичная угловая зависимость интенсивности рассеянного света от угла рассеяния в высоколегированном одномодовом световоде Отсчет углов ведется от направления распространения зондирующего излучения.

больше длины волны. Указано, что в случае высоколегированных германосиликатных и фосфоросиликатных одномодовых световодов такими неоднородностями являются вариации размера и формы границы сердцевина-оболочка по длине световода и вариации размера и положения центрального провала. Выдвинуто и обосновано предположение, что данные вариации возникают во время вытяжки световода в области перетяжки заготовки в световод за счет большой разности вязкостей сердцевины и оболочки.

В параграфе 5.2 рассмотрены методы снижения полных оптических потерь в высоколегированных одномодовых световодах. Показано, что переход от ступенчатого ППП к градиентному позволяет существенно уменьшить величину полных оптических потерь в таких световодах (см. рис.4). Дальнейшее уменьшение оптических потерь возможно за счет устранения центрального провала в ППП одномодовых световодов. Все исследованные световоды с целью минимизации величины оптических потерь вытягивались при минимально возможной температуре вытяжки. В

ш сг

о. 9>

о с

о ®

у

5

С 1 О

-О- 1 ■

- О- - 2

■ -3

• -4

А -5 ■ ш • •

о—— .... 1 .... 1 ., . ■ ..О ^гггГГо—--о-- ■ 1 1 ■ 1 1 1 .1 1 ..1 » ! • « 1 1.1

10 15 20 Содержание веО , мол.%

25

30

Рис.4. Зависимость оптических потерь на длине волны 1.55 мкм от кониентпаиии оксида репмания в сепдиевине световодов.

результате, впервые при помощи МСУТ) метода были изготовлены образцы одномодовых световодов, с концентрацией до 30 мол.% Се02 в сердцевине, оптические потери в которых оказались на уровне лучших световодов с аналогичной структурой, изготовленных при помощи УАБ технологии. Указано, что дальнейшее уменьшение оптических потерь в МСУО световодах может быть осуществлено по аналогии со световодами, изготовленными при помощи УАО технологии: путем использования сильнофторированной отражающей оболочки, позволяющей еще больше уменьшить температуру вытяжки световодов. Предложено для изготовления заготовок высоколегированных световодов использовать сильно фторированные опорные кварцевые трубы

Обсуждаются причины влияния формы ППП на величину оптических потерь в высоколегированных одномодовых световодах. Также дано объяснение значительно меньших оптических потерь в высоколегированных многомодовых световодах по сравнению с одномодовыми.

В заключении приведены основные результаты данной диссертационной работы:

1. Проведены экспериментальные измерения коэффициентов рэлеевского рассеяния в одномодовых волоконных световодах при высоких концентрациях легирующих добавок (15-30 мол.% 0е02 и 11-15 мол.% Р2О5). Обнаружено, что в германосиликатных световодах в пределах погрешности измерений зависимость коэффициентов рэлеевского рассеяния от концентрации является линейной вплоть до концентрации 30 мол.% 0е02. Впервые прямым методом исследовано влияние температуры вытяжки на величину коэффициентов рэлеевского рассеяния в высоколегированных одномодовых световодах.

2. Предложена и реализована методика, позволяющая оценивать распределение оптических потерь по сечению маломодовых волоконных световодов. Обнаружено, что причиной высокого уровня полных оптических потерь в высоколегированных световодах являются избыточные оптические потери, локализованные в области границы сердцевина-оболочка и области центрального провала в профиле показателя преломления, в то время как в области сердцевины световода (за исключением области центрального провала) величина оптических потерь определяется фундаментальными механизмами. Впервые определена спектральная зависимость величины избыточных оптических потерь.

3. Создана оригинальная установка, позволяющая измерять интенсивность рассеянного в волоконном световоде излучения в широком диапазоне углов. Установлено, что полные оптические потери в высоколегированных одномодовых световодах обусловлены суммарным вкладом оптических потерь за счет фундаментальных механизмов и оптических потерь на аномальное рассеяние. Идентифицирован механизм возникновения аномального рассеяния, заключающийся в рассеянии света на вариациях поперечного размера границы сердцевина-оболочка и поперечного размера и положения центрального провала в профиле показателя преломления по длине световода. Обосновано предположение, что подобные вариации возникают в процессе вытяжки световода в области перетяжки заготовки в световод.

4. Предложены и реализованы методы снижения оптических потерь в высоколегированных одномодовых волоконных световодах, изготовленных \iCVD методом: сглаживание профиля показателя преломления и устранение центрального провала. Получены образцы высоколегированных одномодовых световодов, обладающих рекордно низкими для технологии МСЛПЭ оптическими потерями. Предложены дальнейшие пути снижения полных оптических потерь.

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. S.T.Davey, D.L.Williams, D.M.Spirit, B.J.Ainslie, "The fabrication of low loss high NA silica fibers for Raman amplification", Proc.SPIE v.1171, pp. 181-191, 1989.

2. A.A.Abramov, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, K.M.Golant, R.R.Khrapko, S.L.Semjonov, A.G.Shchebunjaev, A.N.Guijanov, V.F.Khopin, "Low-loss, high-aperture germanium-fluorine-codoped single-mode fiber", OFC'95 Technical Digest, WP4, pp. 173-174,1995.

3. O.N.Egorova, M.M.Bubnov, I.A.Bufetov, E.M.Dianov, A.N.Guryanov, V.F.Khopin, S.L.Semjonov, A.V.Shubin, "Phosphosilicate-core single-mode fibers intended for use as active medium of Raman lasers and amplifiers", Proc. SPTE, v.4216, pp.32-39,2001.

4. D.PJablonski, "Fiber manufacture at At&T with the MCVD Process", J. of Lightwave Tech., v. LT-4, pp.1016-1019, 1986.

5. R.V.Vandewoestine and A.J.Morrow, "Development in optical waveguide fabrication by the outside vapor deposition process", J. of Lightwave Tech., v. LT-4, pp. 1020-1025, 1986.

6. H.Murata, "Recent development in vapor phase axial deposition", J. of Lightwave Tech., v. LT-4, pp. 1026-1033,1986.

7. H.Lydtin, "PCVD: a technique suitable for large-scale fabrication of optical fibers", J. of Lightwave Tech., v. LT-4, pp.1034-1038,1986.

8. M.E.Fermann, S.B.Poole, D.N.Payne, and F.Martinez, "Comparative measurement of Rayleigh Scattering in single-mode optical fibers based on an OTDR technique", Jour, of Lightwave Tech., v.6, pp.545-551, 1988.

9. R.01shansky and S.M.Oaks, "Differential mode attenuation measurements in graded-index fibers", Applied Optics, v. 17, pp.1830-1835, 1978. Ю.А.Снайдер и Дж.Лав, 'Теория оптических волноводов", Москва, "Радио и связь", 1987.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. М Е.Лихачев, М.М.Бубнов, С.Л.Семенов, В.В.Швецов, В.Ф.Хопин, А.Н.Гурьянов, Е.М.Дианов, "Механизмы оптических потерь в световодах с высокой концентрацией оксида германия", Квантовая Электроника, т.ЗЗ, стр.633-638, (2003).

2. M.M.Bubnov, S.L.Semjonov, M.E.Likhachev, E.M.Dianov, V.F.Khopin, M.Yu.Salganskii, A.N.Guryanov, J.C.Fajardo, D.V.Kuksenkov, J.Koh, P.Mazumder, "Optical loss reduction in highly Ge02-doped single-mode MCVD fibers by refining refractive index profile", Proc.ECOC-IOOC, Italy, v.2, p.212-213, 2003.

3. М.ЕЛихачев, М.М.Бубнов, С.Л.Семенов, В.Ф.Хопин, М.Ю.Салганский, А.Н.Гурьянов, Е.М.Дианов, "Оптические потери в одномодовых и многомодовых световодах с высокой концентрацией Ge02 и Р2О5", Квантовая электроника, т.34, с.241,2004.

4. M.M.Bubnov, S.L.Semjonov, M.E.Likhachev, E.M.Dianov, V.F.Khopin, M.Yu.Salganskii, A.N.Guryanov, J.C.Fajardo, D.V.Kuksenkov, J.Koh, P.Mazumder, "On the origin of excess loss in highly Ge02-doped single-mode MCVD fibers", IEEE Photon. Technol. Letters, v. 16, p. 1870,2004

5. M.E.Лихачев, "Световоды с высоким содержанием оксида германия и их применения", "Фотон экспресс" - Наука'2004", v.38, №6, стр. 17-22 (2004).

6. М.Е.Лихачев, С.Л.Семенов, В.Ф.Хопин, М.Ю.Салганский, Г.В.Зеньковский, М.М.Бубнов, "Коэффициенты рэлеевского рассеяния в высоколегированных одномодовых германо- и фосфоро- силикатных световодах", Электронный журнал "Исследовано в России", 8, стр. 67-77, 2005. http://zhumal.ape.relarn.ru/articles/2005/008.pdf

j

(

I

I

!

t

í

4

! \

I*

ь ¡

)

I

I,

*

1 t

I i

щ 5122

РНБ Русский фонд

2006-4 12832

Напечатано с готового оригинал-макета

Издательство ООО "МАКС Пресс" Лицензия ИД N 00510 от 01.12.99 г. Подписано к печати 24.08.2005 г. Формат 60x90 1/16. Усл.печл. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ 497. Тел. 939-3890. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2-й учебный корпус, 627 к.

Глава I. Механизмы оптических потерь в волоконных световодах в ближней ИК области 0.7 - 1.8 мкм (обзор литературы).

§1.1. Рэлеевское рассеяние.

§1.2. Электронное поглощение.

§1.3. Фононпое поглощение.

§1.4. Механизмы избыточных потерь.

Глава II. Исследование величины рэлеевского рассеяния в высоколегированных одномодовых световодах.

§2.1. Методы измерения рэлеевского рассеяния.

§2.2. Измерение коэффициентов рэлеевского рассеяния при помощи метода обратного рассеяния.

§2.3. Зависимость коэффициентов рэлеевского рассеяния от концентрации легирующей добавки и температуры вытяжки световода.

Развитие волоконной оптики в первую очередь связано с бурным развитием волоконно-оптической связи в течении последних 20 - 30 лет. В то же время, волоконные световоды оказались не только прекрасной передающей средой, характеризующейся очень низкими оптическими потерями и широкой полосой пропускания, но и перспективным нелинейным элементом для ряда приложений, часто напрямую не связанных с оптическими системами передачи информации. Вследствие этого, большое внимание уделяется высоколегированным одномодовым волоконным световодам. Малый размер поля моды, практически неограниченная длина взаимодействия и простота соединения со стандартными одномодовыми световодами делают такие •световоды идеальным нелинейным элементом для самых разнообразных приложений.

Световоды с повышенной (по сравнению со стандартными световодами) концентрацией оксида германия широко используются в рамановских лазерах и усилителях [1, 2], параметрических усилителях [3], при нелинейном переключении импульсов [4], генерации суперконтинуума [3, 5] и во многих других устройствах [5-9]. Световоды, легированные до высоких концентраций оксида фосфора нашли применение в рамановских конвертерах. Стекло, легированное оксидом фосфора, обладает значительно большей величиной рамановского сдвига (1330 см"1) по сравнению с германосиликатным стеклом (440 см"1). Это позволяет значительно уменьшить количество каскадов в рамановских конверторах при получении больших величин рамановских сдвигов [10, 11].

Эффективность нелинейных эффектов, как известно, определяется плотностью световой мощности, сосредоточенной в сердцевине световода, которая увеличивается при уменьшении размера поля моды. Для достижения малого размера поля моды (и, следовательно, высокой плотности мощности) необходимо иметь большую разницу показателей преломления An сердцевины и оболочки световода, что обусловливает интерес к созданию технологии световодов с возможно большим содержанием легирующей добавки в сердцевине.

Величина An растет практически линейно с увеличением концентрации GeC>2 в сердцевине. При концентрации 30 мол.% Ge02 она составляет 0.043. Увеличение концентрации от ~ 3 мол.% (соответствующей стандартным одномодовым световодам для линий связи) до 30 мол.% веОг приводит к увеличению нелинейности световода более чем на порядок. В то же время, с увеличением концентрации оксида германия в сердцевине резко возрастают полные оптические потери, что существенно снижает эффективность устройств, в которых используются такие световоды. Так в световодах, изготовленных методом MCVD, оптические потери на длине волны 1.55 мкм до недавнего времени превышали 2-5 дБ/км при концентрации оксида германия 30 мол.% [12-14]. В световодах, легированных оксидом фосфора ситуация оказалась аналогичной, и отличается только тем, что резкий рост оптических потерь начинается уже при концентрациях 15 мол.% Р2О5 (Дп=0.013), где оптические потери превышают 3 дБ/км на длине волны 1.24 мкм [15, 16].

Уровень оптических потерь в высоколегированных световодах, изготовленных MCVD методом, значительно превышает теоретические оценки оптических потерь за счет фундаментальных механизмов: 0.5 дБ/км на длине волны 1.55 мкм для световодов, содержащих 30 мол.% оксида германия и 0.3-0.4 дБ/км на длине волны 1.24 мкм для световодов, содержащих 10-15 мол.% оксида фосфора. Необходимо отметить, что современный уровень очистки исходных веществ и используемые в настоящее время технологии изготовления световодов MCVD (Modified Chemical Vapor Deposition) [17], OVD (Outer Vapor Deposition) [18], VAD (Vapor Axial Deposition) [19] и PCVD (Plasma Chemical Vapor Deposition) [20] позволяют полностью избавиться от всех нежелательных примесей в световоде, имеющих полосы поглощения на данных длинах волн. Таким образом, наблюдающийся высокий уровень оптических потерь обусловлен, по всей видимости, либо собственными свойствами высоколегированного кварцевого стекла, либо особенностями процесса изготовления световодов. Актуальным представляется исследование природы механизмов, обуславливающих столь высокий уровень оптических потерь, а так же поиск методов, позволяющих понизить величину оптических потерь в высоколегированных световодах.

Цель работы

Целью настоящей работы является изучение механизмов оптических потерь в высоколегированных одномодовых световодах, изготовленных MCVD методом, и поиск методов снижения полных оптических потерь в таких световодах.

Для достижения заявленной цели были поставлены следующие ЗАДАЧИ.

1. Определение вклада фундаментальных механизмов в оптические потери в высоколегированных одномодовых световодах.

2. Исследование механизмов оптических потерь, отличных от фундаментальных и приводящих к заметному росту оптических потерь в ближней ИК области спектра (1 - 1.6 мкм). Определение вклада таких механизмов в полные оптические потери.

3. Исследование влияния' различных технологических факторов на величину оптических потерь в высоколегированных световодах.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка f* цитируемой литературы.

ВЫВОДЫ к Гласе V.

1. На основании полученных экспериментальных результатов предложен механизм, объясняющий природу аномального рассеяния в световодах: вариации поперечного сечения границы сердцевина-оболочка и области центрального провала ППП, возникающие в процессе вытяжки световода.

2. Продемонстрирована возможность существенного снижения оптических потерь в высоколегированных одномодовых световодах, изготовленных MCVD методом, за счет создания градиентного ППП сердцевины и устранения центрального провала ППП. Изготовленные в рамках данной работы высоколегированные одномодовые световоды обладают рекордно низким значением оптических потерь для MCVD технологии. Предложены пути дальнейшего снижения оптических потерь в таких световодах.

3. Проведен сравнительный анализ оптических потерь в одномодовых и многомодовых световодах. Показано, что в высоколегированных многомодовых световодах оптические потери определяются в основном фундаментальными механизмами, а в одномодовых -дополнительными потерями вследствие аномального рассеяния. аключсиис.

Проведены экспериментальные измерения коэффициентов рэлеевского рассеяния в одномодовых волоконных световодах при высоких концентрациях легирующих добавок (15-30 мол.% Ge02 и 11-15 мол.% Р2О5). Обнаружено, что в германосиликатных световодах в пределах погрешности измерений зависимость коэффициентов рэлеевского рассеяния от концентрации является линейной вплоть до концентрации 30 мол.% Ge02. Впервые прямым методом исследовано влияние температуры вытяжки на величину коэффициентов рэлеевского рассеяния в высоколегированных одномодовых световодах. Предложена и реализована методика, позволяющая оценивать распределение оптических потерь по сечению маломодовых волоконных световодов. Обнаружено, что причиной высокого уровня полных оптических потерь в высоколегированных световодах являются избыточные оптические потери, локализованные в области границы сердцевина-оболочка и области центрального провала в профиле показателя преломления, в то время как в области сердцевины световода (за исключением области центрального провала) величина оптических потерь определяется фундаментальными механизмами. Впервые определена спектральная зависимость величины избыточных оптических потерь.

Создана оригинальная установка, позволяющая измерять интенсивность рассеянного в волоконном световоде излучения в широком диапазоне углов. Установлено, что полные оптические потери в высоколегированных одномодовых световодах обусловлены суммарным вкладом оптических потерь за счет фундаментальных механизмов и оптических потерь на аномальное рассеяние. Идентифицирован механизм возникновения аномального рассеяния, заключающийся в рассеянии света на вариациях поперечного размера границы сердцевина-оболочка и поперечного размера и положения центрального провала в профиле показателя преломления по длине световода. Обосновано предположение, что подобные вариации возникают в процессе вытяжки световода в области перетяжки заготовки в световод. Предложены и реализованы методы снижения оптических потерь в высоколегированных одномодовых волоконных световодах, изготовленных MCVD методом: сглаживание профиля показателя преломления и устранение центрального провала. Получены образцы высоколегированных одномодовых световодов, обладающих рекордно низкими для технологии MCVD оптическими потерями. Предложены дальнейшие пути снижения полных оптических потерь.

В заключение автор считает своим приятным долгом выразить благодарность заведующему лабораторией М.М.Бубнову, старшему научному сотруднику С.Л.Семенову и директору НЦВО академику Е.М.Дианову за постановку задачи и неоценимую помощь в работе, Л.Н.Гурьянову, В.Ф.Хопину и А.Ю.Лаптеву за предоставление MCVD заготовок волоконных световодов, А.К.Михайлову, А.Г.Щебуняеву и А.Ю.Андрееву за вытяжку волоконных световодов, В.М.Машинскому и А.Л.Томашуку на ценные критические замечания при обсуждении полученных результатов, а так же всем сотрудникам НЦВО за помощь и поддержку.

1. E.M.Dianov, A.S.Kurkov, O.I.Medvedkov, V.M.Paramonov, O.N.Egorova, N.Kurkitkoson, K.Turitsyn, "Raman fiber source for the 1.6-1,75 цш spectral region", Laser Physics, v. 13, pp.397-400, 2003.

2. T.Okuno, M.Onishi, T.Kashiwada, S.Ishikawa, M.Nishimura, "Silica-based functional fibers with enhanced nonlinearity and their applications", IEEE J. of Selected Topics in Quant. Electron., v.5, pp. 1385-1391, 1999.

3. D.A.Pastel, A.F.Evans, R.M.Hawk, D.A.Nolan, D.L.Weidman, P.Dasika, M.Jiang, M.N.Islam, D.G.Moodie, "High nonlinearity, low loss fiber for lpJ switching of 8-ps optical pulses", OFC'97 Tech. Digest, WL6b, pp. 168-169, 1997.

4. C.X.Yu, H.A.Haus, E.P.Ippen, "Gigahertz-repetition-rate mode-locked fiber laser for continuum generation", Opt. Lett., v.25, pp. 1418-1420, 2000.

5. M.E.Marhic, K.K.-Y.Wong, L.G.Kazovsky, and T.-E.Tsai, "Continuous-wave fiber optical parametric oscillator", CLEO-2002, post deadline paper CPDC5-1.

6. V.A.Bogatyrev, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, A.S.Kutkov, P.V.Mamyshev, A.M.Prohorov, S.D.Rumyantsev, V.A.Semenov, S.L.Semenov, A.A.Sysolyatin, S.V.Chernikov, A.N.Guryanov, G.G.Devyatykh,

7. S.I.Miroshnochenko, "Л single-mode fiber with chromatic dispersion varying along the length", J. of Lightwave Tech., v.9, pp.561-566, 1991.

8. E.M.Dianov, I.A.Bufetov, M.M.Bubnov, M.V.Grekov, S.A.Vasiliev, and O.I.Medvedkov, "Three-cascaded 1407-nm Raman laser based on phosphorus-doped silica fiber", Opt. Lett., v.25, pp.402-404, 2002.

9. S.T.Davey, D.L.Williams, D.M.Spirit, B.J.Ainslie, "The fabrication of low loss high NA silica fibers for Raman amplification", Proc.SPIE v.l 171, pp. 181-191, 1989.

10. М.М.Бубнов, О.Н.Егорова, С.Л.Семенов, А.Н.Гурьянов, В.Ф.Хопин, Е.М.Дианов, "Одномодовые волоконные световоды сфосфоросиликатной сердцевиной: разработка и исследование", Волоконно-оптические материалы и устройства, №4, стр.73-82, 2001.

11. D.P.Jablonski, "Fiber manufacture at At&T with the MCVD Process", J. of Lightwave Tech., v. LT-4, pp. 1016-1019, 1986.

12. R.V.Vandewoestine and A.J.Morrow, "Development in optical waveguide fabrication by the outside vapor deposition process", J. of Lightwave Tech., v. LT-4, pp. 1020-1025, 1986.

13. H.Murata, "Recent development in vapor phase axial deposition", J. of Lightwave Tech., v. LT-4, pp. 1026-1033, 1986.

14. H.Lydtin, "PCVD: a technique suitable for large-scale fabrication of optical fibers", J. of Lightwave Tech., v. LT-4, pp. 1034-1038, 1986.

15. F.T.Stone, "Loss reduction in optical fibers", J. Non-Cryst. Solids, v.42, pp.247-260, 1980.

16. D.A.Pinnow, S.J.Candau, J.T.La.Macchia, and T.A.Litovitz, "Brillouin scattering: viscoelastic measurements in liquids", J. Acoust. Soc. Am., v.43, p.131-142, 1968.

17. J.W.Fleming, "Dispertion in Ge02-Si02 glasses", Appl. Opt., v.23, pp.44864493, 1984.

18. K.Tsujikawa, M.Ohashi, K.Shiraki, and M.Tateda, "Scattering property of F and Ge02 codoped silica glasses", Electron. Lett., v.30, pp.351-352, 1994.

19. M.Ohashi, K.Shiraki, and K.Tajima, "Optical loss property of silica-based single-mode fibers", J. of Lightwave Tech., v. 10, pp.539-543, 1992.

20. Shibata N., Kawachi M., Edahiro Т., "Optical-loss characteristics of high Ge02 content silica fibers", The Transactions of the IECE of Japan, v. E 63, pp.837-841, 1980.

21. P.L.Guenot, P.Nouchi, B.Poumellec, O.Mercereau, "Investigation of single-mode fiber loss properties by OTDR measurements", International Wire & Cable Proceedings, pp.679-688, 1996.

22. T.Miya, Y.Terunuma, T.Hosaka, T.Miyashita, "Ultra low loss single-mode fibers at 1.55 цт", Rev. Electr. Comm. Lab., vol.27, pp.497-506, 1979.

23. R.01shansky, "Propagation in glass optical waveguides", Reviews of Modern Physics, v.51, pp.341-367, 1979.

24. S.Sudo, H.Itoh, "Efficient non-linear optical fibres and their application", Optical and Quantum Electronics v.22, pp. 187-212, 1990.

25. K.Tajima, M.Ohashi, K.Shiraki, M.Tateda, and S.Shibata, "Low Rayleigh scattering P205-F-Si02 glasses", J. of Lightwave Tech., v. 10, pp. 1532-1535, 1992.

26. K.Tajima, M.Tateda, M.Ohashi, "Low Rayleigh-scattering loss P205-Si02-core single-mode fiber", OFC'94 Tech. Digest, TuB2, pp.2-3, 1994.

27. K.Tsujikawa, M.Ohashi, K.Shiraki, and M.Tateda, "Effect of thermal treatment on Rayleigh scattering in silica-based glasses", Electron. Lett., v.31, pp. 1940-1941, 1995.

28. S.Sakaguchi and S.Todoroki, "Rayleigh scattering of silica core optical fiber after heat treatment", Appl. Opt., v.37, pp.7708-7711, 1998.

29. K.Tsujikawa, K.Tajima, and M.Ohashi, "Rayleigh scattering reduction method for silica-based optical fiber", J. of Lightwave Tech., v. 18, pp. 15281532, 2000.

30. F.Urbach, "The long-wavelength edge of photographic sensitivity and of the electronic absorption of solids", Physical Review, v.92, p. 1324, 1953.

31. J.D.Dow and D.Redfield, "Toward a unified theory of Urbach's rule and exponential absorption edges", Physical Review B, v.5, pp.594-610, 1972.

32. M.Horiguchi, H.Takata, "Transmission-loss characteristics of low-OH-content fibers", Review of the Electrical Communication Laboratories, v.27, pp.226-235, 1979.

33. P.C.Schultz, "Ultraviolet absorption of titanium and germanium in fused silica", in Proc. XI Intern. Congress on Glass, Prague, v.3, pp. 155-163, 1977.

34. M.J.Yuen, "Ultraviolet absorption studies of germanium silicate glasses", Appl. Opt., v.21, pp.136-140, 1982

35. E.M.Dianov, V.M.Mashinsky, V.B.Neustruev, O.D.Sazhin, A.N.Guryanov, V.F.Khopin, N.N.Vechkanov, "Origin of cxccss loss in single-mode optical fibers with high Ge02-doped silica core", Optical Fiber Technology, v.3, pp.77-86, 1997.

36. A.V.Belov, "Optical characteristics of fibers in 1.0-1.6 цт wavelength region", 5th Intern. School of Coherent Optics, pp.65-68, 1984.

37. H.Hanafusa, Y.Hibino, and F.Yamamoto, "Formation mechanism of drawing-induced E' centers in silica optical fibers", Jour, of Appl. Phys., v.58, pp.1356-1361, 1985.

38. G.R.Atkins, S.B.Poole, M.G.Sceats, H.W.Simmons, C.E.Nockolds, "Defects in optical fibres in regions of high stress gradients", Electron. Lett., v.27, pp.1432-1433, 1991.

39. B.J.Ainslie, K.J.Beales, C.R.Day, and J.D.Rush, "Interplay of design parameters and fabrication conditions on the performance of monomode fibers made by MCVD", IEEE J. of Quantum Electronics, v.QE-17, pp.854857, 1981.

40. B.J.Ainslie, K.J.Beales, D.M.Cooper, C.R.Day, and J.D.Rush, "Drawing-dependent transmission loss in germania-doped silica optical fibres", J. of Non-Cryst. Solids, v.47, pp.243-246, 1982.

41. B.J.Ainslie, K.J.Beales, D.M.Cooper, and C.R.Day, "Sensitivity of performance of monomode fibres to the fabrication conditions", SPIE, v.425, pp. 15-21, 1983.

42. H.Kajioka, T.Kumagai, T.Ishikawa, T.Teraoka, "Analisis of drawing-induced stress and loss mechanisms in dispertion-shifted single-mode optical fibers", OFC'88, WI3, p.75, 1988.

43. М.А.Козлова, В.В.Корнев, В.Г.Лужаин, "Электронно-микроскопическое исследование заготовок волоконных световодов в процессе их получения", Неорганические мат-лы, т. 19, стр.321-324, 1983.

44. E.Potkay, H.R.Clark, I.P.Smyth, T.Y.Kometani, and D.L.Wood, "Characterisation of soot from Multimode vapour-phase axial deposition (VAD) optical fiber preforms", J. of Lightwave Tech., v.6, pp.1338-1347, 1988.

45. E.H.Sekiya, D.Torikai, E.Gusken, D.Y.Ogata, R.F.Guevas, C.K.Suzuki, "Crystalline and amorphous phases of Ge02 in VAD silica-germania soot preform", J. of Non-Cryst. Silids, v.273, pp.228-232, 2000.

46. E.G.Rawson, "Measurement of the angular distribution of light scattered from a glass fiber optical waveguide", Appl. Opt., П, pp. 2477-2481(1972).

47. E.G.Ravvson, "Analysis of scattering from fiber waveguides with irregular core surfaces", Appl. Opt., Д, pp. 2370-2377 (1974).

48. D.Marcuse, "Radiation losses of the НЕц mode of a fiber with sinusoidally perturbed core boundary", Appl. Opt., 14, pp.3021-3025 (1975).

49. P.Guenot, P.Nouchi, B.Poumellec, "Influence of drawing temperature on light scattering properties of single-mode fibers", OFC'99 Technical Digest, ThG2-l, pp.84-86, 1999.

50. M.E.Lines, W.A.Reed, D.J. Di Giovanni, J.R.Hamblin, "Explanation of anomalous loss in high delta singlemode fibres", Electron. Lett., v.35, pp. 1009-1010, 1999.

51. V.M.Mashinsky, E.M.Dianov, V.B.Neustruev, S.V.Lavrishchev, A.N.Guryanov, V.F.Khopin, N.N.Vechkanov, O.D.Sazhin, "UV absorption and excess optical loss in performs and fibers with high germanium content", SPIE, v.2290, pp. 105-112, 1994.

52. M.Onishi, T.Kashawada, Y.Ishiguro, Y.Koyano, M.Nishimura, H.Kanamory, "High-performance dispertion-compensating fibers", Fiber and Integrated Optics, \ 6, p.277 (1997).

53. М.Е.Лнхачев, М.М.Бубнов, С.Л.Семенов, В.В.Швецов, В.Ф.Хопнн, А.Н.Гурьянов, Е.М.Днанов, "Механизмы оптических потерь в световодах с высокой концентрацией оксида германия", Квантовая Электроника, т.ЗЗ, стр.633-638, (2003).

54. K.Inada, "A new graphical method relating to optical fiber attenuation", Optics Commun., v. 19, pp.437-439, 1976.

55. W.Heitmann, "Attenuation analysis of silica-based single-mode fibers", Jour, of Optical Commun., v.4, pp. 122-129, 1990.

56. M.E.Fermann, S.B.Poole, D.N.Payne, and F.Martinez, "Comparative measurement of Rayleigh Scattering in single-mode optical fibers based on an OTDR technique", J. of Lightwave Tech., v.6, pp.545-551, 1988.

57. D.A.Pinnow, T.C.Rich, F.W.Ostermayer Jr., Jr. M.DiDomenico, "Fundamental optical attenuation limits in the liquid and glassy state with application to fiber optical waveguide materials", Appl. Phys. Lett., v.22, p.527, 1973.

58. D.Gloge, "Optical-fiber packaging and its influence on fiber straightness and loss", Bell System Tech. J., v.54, pp.245-262, 1975.

59. R.01shansy and D.A.Nolan, "Mode-dependent attenuation of optical fibers: excess loss", Appl. Opt., v. 15, pp. 1045-1047, 1976.

60. K.Inada, R.Yamauchi, M.F.Miyamoto, "Wavelength dependance of geometrical imperfection losses in single mode fibres", ECOC'92, France, Cannes, C-19, pp.596-600, 1992.

61. A.H.Hartog, and M.P.Gold, "On the theory of backscattering in single-mode optical fibers", Journ. of Lightwave Techn., v. LT-2, pp.76-82, 1984.

62. М.Е.Лнхачев, М.М.Бубнов, С.Л.Семенов, В.Ф.Хопин, М.Ю.Салганскнй, А.Н.Гурьянов, Е.М.Днанов, "Оптические потери в одномодовых и многомодовых световодах с высокой концентрацией Gc02 и Р2О5", Квантовая электроника, т.34, с.241, 2004.

63. H.M.Presby, "Fluorescence profiling of single mode optical fiber preform", Appl. Opt., v.20, pp.446-450, 1981.

64. R.01shansky and S.M.Oaks, "Differential mode attenuation measurements in graded-index fibers", Appl. Opt., v. 17, pp. 1830-1835, 1978.

65. Д.Сажин, "Спектроскопические свойства германосиликатного стекла и фоточувствительных волоконных световодов на его основе", диссертация на соискание ученой степени к.ф.-м.н., Москва, 2002.

66. А.Снайдер и Дж.Лав, "Теория оптических волноводов", Москва, "Радио и связь", 1987.

67. М.Е.Лихачев, "Световоды с высоким содержанием оксида германия и их применения", "Фотон экспресс" Наука'2004", v.38, №6, стр. 17-22 (2004).

68. A.R.Tynes, "Integrating cube scattering detector", Appl. Opt., v.9, pp.27062710, 1970.

69. G.Ghosh, S.Kachi, Y.Sasaki, M.Kimura, "New method to measure scattering and total losses of optical fibres", Electron. Lett., v.21, pp.670671, 1985.

70. P.Mazumder, S.Logunov, and S.Raghavan, "Analysis of excess scattering in optical fibers", J. of Appl. Phys., v.96, pp.4042-4049, 2004

71. A.S.Biryukov, E.M.Dianov, A.S.Kurkov, G.G.Devyatykh, A.N.Guryanov, D.D.Gusovskii, S.V.Kobis, "Core-cladding integface instability as one of the source of additional losses in high doped optical fibers", ECOC'96, TuP.02, pp.2.225-2.228, 1996.

72. P.McNamara, K.J.Lyytikainen, T.Ryan, I.J.Kaplin, S.P.Ringer, "Germanium-rich "starburst" cores in silica-based optical fibres fabricatedmy Modified Chemical Vapour Depositionn", Optics Commun., v.230, pp.45-53, 2004.

73. G.W.Hunt, H.-B.Muhlhaus, and A.I.M.Whiting, "Folding processes and solitary waves in stryctural geology", Phil. Trans. R. Soc. Lond. A, v.355, pp.2197-2213, 1997.

74. K.Tajima, M.Tateda, and M.Ohashi, "Viscosity of Ge02-doped silica glasses", J. of Lightwave Tech., v. 12, pp.411-414, 1994.

75. U.C.Paek, C.M.Schoeder, C.R.Kurkjian, "Determination of the viscousity of high silica glasses during fibre drawing", Glass Technol., v.29, pp.263-266, 1988.

76. Г.Г.Девятых, А.Н.Гурьянов, "Получение волоконных световодов на основе высокочистого кварцевого стекла методом внутреннего осаждения", Высокочистые Вещества, №4, стр. 18-32, 1990

77. D.Gloge, "Weakly guiding fibers", Appl. Opt., v. 10, p.2252-2258, 1971.

78. D.Gloge, "Optical power flow in multimode fibers", Bell System Tech. J., v.51, p. 1767-1783, 1972.