Введение
Глава 1. Халькогенидные стекла и волоконные световоды на их основе. (литературный обзор) .18
1.1. Структура стекол 18
1.1.1. Стекла на основе халькогенидов мышьяка 18
1.1.2. Германий- и сурьмасодержащие стекла 21
1.2. Физико-химические, термомеханические и оптические свойства стекол 22
1.2.1. Стекла на основе халькогенидов мышьяка 23
1.2.2. Влияние примесей на свойства стекол 30
1.3. Методы получения высокочистых стекол .37
1.4. Световоды из халькогенидных стекол 43
1.4.1. Методы изготовления волоконных световодов из халькогенидов мышьяка 43
1.4.2. Характеристика световодов из халькогенидных стекол 49
1.4.3. Световоды из германий- и сурьмасодержащих стекол .52 Глава 2. Получение высокочистых стекол системы As-S для волоконной оптики 57
2.1. Влияние примеси диоксида серы на прозрачность стекол системы As-S .58
2.2. Получение высокочистых исходных веществ для синтеза стекол 64
2.2.1. Элементарная сера 64
2.2.2. Элементарный мышьяк 68
2.2.3. Летучие сульфиды мышьяка 72
2.2.4. Новый мышьяксодержащий материал для синтеза стекол .73
2.2.5. Глубокая очистка мышьяксодержащего компонента шихты от кислорода 74
2.3. Получение стекол системы As-S с высокой степенью химической и фазовой чистоты 77
2.3.1. Синтез стеклообразующего расплава 78
2.3.2. Охлаждение расплава до стеклообразного состояния .82
2.3.3. Отжиг компактных образцов сульфидно-мышьяковых стекол 84
2.4. Содержание примесей в сульфидно-мышьяковых стеклах 86
2.5. Влияние сверхстехиометрической серы на прозрачность стекол на основе As2S3 88
Глава 3. Получение стекол систем As-S, As-Se и As-S-Se сзаданым соотношением макрокомпонентов .93
3.1. Приготовление образцов сравнениия для контроля макросостава .94
3.2. Определение макросостава халькогенидных стекол 95
3.2.1. Химический метод 95
3.2.2. Рентгено-флуоресцентный метод 97
3.2.3. ИК-спектрометрический метод .97
3.3. Фракционирование макрокомпонентов при вакуумной
дистилляции стекол системы As-S .100 3.4.Фракционирование макрокомпонентов при вакуумной дистилляции стекол системы As-Sе 105 3.5. Получение пар стекол с заданной разницей показателя преломления .109
3.5.1. Стекла системы As-S 111
3.5.2. Стекла системы As-Sе .113
Глава 4. Получение особо чистых стекол систем As-Se, As-S-Se, Ge-Se-Te, Ge-Sb-S, As-S-J 115
4.1 Получение высокочистого селена .116
4.2. Стекла системы As-Se .118
4.3. Стекол системы As-S-Se 120
4.4. Стекла системы Ge-Sb-S, Ge-Se .123
4.5. Стекла системы Ge-Se-Te 131
4.6. Особо чистые стекла системы As-S-I 135
Глава 5. Развитие метода двойного тигля для изготовления халькогенидных световодов вытяжкой из расплава 140
5.1. Регламентируемые параметры волоконных световодов .140
5.2. Свойства стекол, существенные для организации процесса вытяжки 142 5.2.1. Термические свойства стекол .144
5.3. Конструкции двойного тигля и методики вытяжки световодо. 150
5.4. Особенности халькогенидных расплавов, влияющие на параметры световодов, изготовленных тигельным методом 153
5.4.1. Кристаллизация .154
5.4.2. Микроликвация 157
5.4.3. Повышенная летучесть одного из макрокомпонентов 160
5.5. Изготовление световодов из стекол, устойчивых к кристаллизации 162
5.5.1. Методика эксперимента .164
5.5.2. Многомодовые световоды 167
5.5.3. Одномодовые световоды 170
5.5.4. Параметры световодов 172
5.5.4.1. Оптические характеристики 172
5.5.4.2. Механическая прочность световодов 179
5.6. Изготовление световодов из стекол, склонных к кристаллизации 182
5.6.1. Получение световодов вытяжкой расплава из «горячего» тигля 182
5.6.2. Конструкция тигля для вытяжки стекол с повышенной склонностью к кристаллизации .184 5.6.2.1. Методика эксперимента 185
5.6.3. Многомодовые и одномодовые световоды из халькогенидных стекол 187
5.7. Изготовление световодов из теллуритных стекол 193
Глава 6 . Исследование процесса вытяжки волоконных световодов методами численного эксперимента 197
6.1. Моделирование течения расплава в каналах круглого и кольцевого сечения .197
6.2. Численный эксперимент по исследованию влияния условий вытяжки на параметры волокна .206
6.2.1. Физическая модель процесса вытяжки волокна из фильеры 206
6.2.2. Методика численного исследования 208
6.2.3. Результаты вычислительных экспериментов по изучению устойчивости течения расплава и их обсуждение .211
6.2.4. Влияние пульсаций температуры в камере на стабильность диаметра вытягиваемого волокна 216
6.3. Математическое моделирование течения расплавов стекол в фильередвойного тигля 219
6.3.1. Методика численного эксперимента 221
6.3.2. Результаты вычислительного эксперимента 224
6.4. Особенности формирования структуры световода при вытяжке из тигля с подвижной центральной емкостью 228
6.4.1 Методика численного эксперимента 229
6.4.2 Результаты численного эксперимента .231
Глава 7. Обсуждение результатов 236
7.1. Границы и характер влияния примесей на прозрачность халькогенидных стекол 236
7.2. Пути снижения содержания химических и фазовых примесей в халькогенидных стеклах .239
7.3. Природа полос селективного поглощения с максимумами 1950 и 1810 см-1 в серосодержащих халькогенидных стеклах 242
7.4. Возможности вычислительного эксперимента в решении задач по изготовлению световодов вытяжкой из расплава .245
6 7.5. Пути дальнейшего снижения оптических потерь в халькогенидных световодах .247
Выводы .250
Список литературы
