Авторефераты по всем темам >>
Авторефераты по физике
На правах рукописи
Бубнов Михаил Михайлович
Физические основы процесса вытяжки волоконных световодов с малыми потерями
01.04.07 - физика конденсированного состояния
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук
Москва - 2009
Работа выполнена в Научном центре волоконной оптики РАН
Официальные оппоненты:
доктор химических наук, профессор, академик Чурбанов Михаил Федорович, Институт химии высокочистых веществ РАН, г.Нижний Новгород;
доктор физико-математических наук, профессор Бирюков Александр Сергеевич, Научный центр волоконной оптики РАН, г.Москва;
доктор физико-математических наук Сулимов Владимир Борисович, Научно-исследовательский вычислительный центр при МГУ им. М.В.Ломоносова Ведущая организация - Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники РАН, г. Фрязино Московской области.
Защита состоится 26 октября 2009г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 002.063.02 при Институте общей физики им. А.М.Прохорова РАН по адресу: 119991, ГСП-1, г.Москва, ул.Вавилова, д.38, корп.1.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института общей физики им. А.М.Прохорова РАН.
Автореферат разослан У У сентября 2009г.
Ученый секретарь диссертационного совета Макаров В.П.
Тел.(499) 503-83- 1.
Общая характеристика работы
1.1. Предпосылки постановки работы и актуальность темы.
Создание в начале 70-х годов волоконных световодов с малыми потерями стало мощным стартовым импульсом для развития на стыке физики конденсированного состояния и оптики нового научного направления - волоконной оптики.
Первоначально это направление охватывало только разработку элементов волоконно-оптических систем передачи информации (ВОСПИ). Однако очень быстро в рамках волоконной оптики стали развиваться датчики различных физических полей, волоконные лазеры и усилители, различные нелинейные устройства, в том числе рамановские лазеры и усилители, переключатели, а в последнее время мощные технологические волоконные лазеры, что потребовало создания волоконных световодов с принципиально новыми характеристиками.
Современная технология производства волоконных световодов с малыми потерями на основе кварцевого стекла состоит из двух основных операций:
изготовление заготовки и вытяжка из заготовки волоконного световода. Для изготовления заготовок разработано несколько методов, основанных на высокотемпературном парофазном осаждении с использованием летучих соединений исходных реагентов. Среди этих методов наибольшее распространение получили: модифицированный метод парофазного осаждения в опорной кварцевой трубе (MCVD), метод внешнего парофазного осаждения (OVD) и метод аксиального осаждения (VAD). Независимо от метода изготовления заготовки трансформация ее в волоконный световод происходит одинаково: из локально разогретого до размягчения конца заготовки под действием силы натяжения вытягивается геометрически подобный ей световод.
Большинство основных параметров волоконных световодов (оптические потери, полоса пропускания, числовая апертура, дисперсия, соотношение геометрических размеров сердцевины, отражающей оболочки и внешнего диаметра, состав легирующих добавок) полностью или в значительной степени обусловлены технологией изготовления заготовки. Тем не менее, процесс вытяжки также оказывает существенное влияние на многие характеристики световодов:
вариации геометрических размеров по длине, оптические потери, механическую прочность, границы работоспособности (диапазон допустимых рабочих температур и сдавливающих напряжений).
Вариации диаметра сердцевины вызывают увеличение оптических потерь на рассеяние, а при соединении волоконных световодов могут привести к возрастанию потерь на стыковку. Для обеспечения постоянства диаметра световода по всей многокилометровой длине необходимо выявить и устранить источники возмущений процесса перетяжки заготовки в световод как характерные для данной вытяжной установки, так и свойственные процессу вытяжки в целом.
Стабилизация геометрических параметров световода является важной, но не единственной задачей при совершенствовании процесса перетяжки заготовки в световод. Процесс вытяжки в значительной степени определяет прочность световода, которая в отличие от большинства его основных параметров (оптических потерь, полосы пропускания, дисперсии и других), определяется минимальным локальным значением.
Прочность кварцевого стекла на основании различных оценок величины межатомной связи атомов кремния и кислорода составляет 10-25ГПа. На коротких отрезках свежевытянутых кварцевых волокон удавалось достигнуть прочности ~ 10ГПа (в вакууме) и ~ 14ГПа (в жидком азоте), в то время как в лабораторных условиях максимальная прочность этих образцов равнялась 5-7 ГПа. Любое соприкосновение поверхности такого волокна с твердым предметом или даже частицами пыли, находящимися в воздухе, приводило к катастрофическому падению прочности. Простейшие оценки показывают, что для обеспечения минимально необходимой для изготовления оптического кабеля прочности волоконного световода диаметром 125мкм и километровой длины на уровне всего лишь 0.35ГПа требуется, чтобы ни на его поверхности (~ 0.4 м2), ни в объеме (~ 12см3) не было ни одного дефекта или инородного включения размером больше ~ 1-2 мкм. Таким образом, задача изготовления световодов даже с умеренной прочностью достаточно сложна, и для ее решения необходимо выяснить и устранить причины появления в заготовках объемных включений и поверхностных микротрещин, а также разработать технологию нанесения на световод в процессе вытяжки полимерного покрытия для защиты поверхности световода от последующих повреждений.
Помимо защиты поверхности световода от механических повреждений полимерное покрытие световода выполняет еще одну важную функцию:
разгружает световод от боковых сдавливающих нагрузок в процессе эксплуатации в оптическом кабеле. Расчеты показывают, что лучше всего такую защиту осуществляет двухслойное покрытие: мягкое демпфирущее первичное и жесткое, стойкое к истиранию вторичное. Однако, нанесение на световоды защитноупрочняющих покрытий привело к возникновению новых проблем. Оптические потери собственно световодов, изготовленных на основе кварцевого стекла, практически не меняются в широком температурном диапазоне от -196С до 150С.
При охлаждении, вследствие большого различия коэффициентов линейного расширения полимерных материалов и кварцевого стекла, происходит усадка полимерных оболочек, в результате чего возникают микроизгибы световода, вызывающие увеличение оптических потерь. Таким образом, выбор конструкции волоконно-оптического модуля (световода с одной или несколькими полимерными оболочками) и полимеров для этих оболочек должны обеспечивать минимальные добавочные потери световода в рабочем интервале температур.
На ранних этапах развития волоконной оптики в нашей стране, когда производство большинства компонентов для ВОСПИ (непрерывных полупроводниковых лазеров с высокой яркостью излучения, суперлюминисцентных диодов, разветвителей, разъемов и малошумящих высокочувствительных приемников) либо отсутствовало, либо только начинало создаваться, возникла острая потребность в световодах с умеренно низкими оптическими потерями (~10-20 дБ/км), большим диаметром сердцевины (100600мкм) и относительно высокой (0.2-0.4) числовой апертурой для моделирования первых отечественных ВОСПИ сравнительно небольшой длины. Такие световоды с сердцевиной из кварцевого стекла и полимерной отражающей оболочкой уже были разработаны за рубежом. Было понятно, что нанесение отражающей полимерной оболочки необходимо производить непосредственно в процессе вытяжки кварцевой сердцевины, однако ни подробности технологии, ни возможность использования отечественных исходных материалов известны не были. Кроме того, необходимо было установить механизмы, вызывающие потери кварцполимерных световодов. Следует отметить, что кварц-полимерные световоды не потеряли своей актуальности и в настоящее время для использования в локальных и внутриобъектовых ВОСПИ, а также для передачи мощного оптического излучения для технологических целей.
Минимальный уровень оптических потерь в волоконных световодах, особенно одномодовых, зависит от условий вытяжки, в частности, от трех технологических параметров: температуры, скорости и натяжения, а также состава стекла сердцевины. Увеличение концентрации оксида германия в сердцевине приводит к увеличению степени влияния условий вытяжки на оптические потери.
Особенно актуальным стал вопрос выяснения природы добавочных потерь, обусловленных вытяжкой, в последнее время, в связи с широким использованием высоколегированных (15-30 мол.% GeO2) одномодовых световодов в различных нелинейных устройствах: компенсаторах дисперсии, рамановских лазерах и усилителях, генераторах суперконтинуума. Однако низкий уровень оптических потерь, определяющих эффективность работы таких устройств, удалось достигнуть только в световодах, изготовленных методом VAD. Высоколегированые световоды, изготовленные методом MCVD, единственным методом, освоенным в нашей стране, имели значительно более высокий уровень оптических потерь, причем не был даже однозначно установлен их источник.
Все вышеперечисленные проблемы тесно связаны с процессом вытяжки волоконных световодов. За рубежом к решению этих проблем приступили в 19751977 годах, когда стали актуальными задачи практического использования волоконных световодов. В нашей стране первые световоды на основе кварцевого стекла с малыми потерями были изготовлены в 1975 году в результате тесного сотрудничества Института общей физики (ИОФАН) и Института химии (ИХАН), в настоящее время Института химии высокочистых веществ (ИХВВ РАН). Почти одновременно и независимо работы по разработке световодов с малыми потерями были начаты в Институте радиотехники и электроники (ИРЭАН) и в Государственном оптическом институте им. С.И.Вавилова (ГОИ).
Работы автора над решением вышеперечисленных проблем начались в 19году. Уже первые эксперименты по вытяжке волоконных световодов показали, что исследование процесса вытяжки волоконных световодов и решение связанных с нею проблем невозможно без создания современного автоматизированного оборудования для вытяжки волоконных световодов и детального изучения физических закономерностей и явлений, которые лежат в основе исследуемых процессов. Следует отметить, что работы зарубежных авторов по данным вопросам были мало информативны, поскольку содержали в основном обсуждение достигнутых результатов. К тому же использовать зарубежные результаты было затруднительно вследствие различия технологического оборудования и исходных материалов.
1.2. Цель исследований Целью данной работы является постановка и проведение физических исследований, направленных на изучение процесса вытяжки волоконных световодов и механизмов, определяющих их оптические и механические характеристики. В соответствии с этим были сформулированы следующие основные задачи диссертационной работы:
Х установить и исследовать источники возмущений, оказывающих влияние на процесс вытяжки световодов, разработать систему обратной связи;
Х изучить физические механизмы, определяющие прочность волоконных световодов, изготовленных MCVD-методом;
Х исследовать механизмы оптических потерь кварц-полимерных световодов;
Х идентифицировать физические процессы, вызывающие добавочные потери световодов на основе кварцевого стекла при низких температурах;
Х установить природу избыточных потерь высоколегированных одномодовых световодов.
1.3. Научная новизна, практическая ценность и реализация результатов работы.
Научная новизна работы В результате проведенных в настоящей работе исследований:
Х выявлены основные факторы, вызывающие снижение прочности волоконных световодов, изготовленных MCVD методом; реализованы первые отечественные высокопрочные световоды с малыми потерями на основе кварцевого стекла;
Х впервые в мире разработаны одномодовые световоды с дисперсией, изменяющейся по длине световода по заданному закону;
Х обнаружено, что кристаллизация первичного кремнийорганического покрытия ограничивает низкотемпературный предел работоспособности волоконных световодов.
Х установлено, что избыточные оптические потери в высоколегированных (2030 мол.% GeO2) одномодовых световодах обусловлены аномальным рассеянием, возникающем на вариациях диаметра сердцевины и в области центрального провала профиля показателя преломления.
Практическая ценность и реализация результатов работы 1. Создана автоматизированная лабораторная установка для вытяжки волоконных световодов на основе кварцевого стекла, обеспечивающая как стабилизацию диаметра световода в пределах 0.2 мкм на километровой длине, так и вытяжку профилированных световодов, диаметр которых меняется по заранее заданной программе. Разработана технология нанесения полимерных покрытий на световоды в процессе их вытяжки. Синтезированы кремнийорганические и полиакрилатные полимерные композиции, защищенные авторскими свидетельствами, для первичных покрытий волоконных световодов. Отдельные узлы установки для вытяжки световодов (кислородно-водородная горелка, гибкие конусные фильеры) переданы в НИИ электровакуумного стекла (НИИЭС МЭП) для организации промышленного производства волоконных световодов.
2. Выявлены основные физические факторы, влияющие на прочность волоконных световодов, изготовленных MCVD-методом. Разработана последовательность технологических операций, обеспечивающих изготовление волоконных световодов с высокой прочностью. Технология изготовления таких световодов внедрена в НИИЭС.
3. Разработана технология кварц-полимерных световодов с малыми (менее дБ/км) потерями. Определены основные технологические факторы, определяющие оптические и механические характеристики этих световодов. Разработанная технология внедрена в НИИЭС.
4. Разработан, изготовлен (совместно с предприятием Минэлектротехпрома) и исследован опытный образец первого отечественного морозостойкого волоконнооптического кабеля, уровень добавочных потерь в котором не превышает 1 дБ/км в температурном интервале от Ц120 до 85.
5. Предложены и реализованы методы снижения оптических потерь в высоколегированных одномодовых световодах, изготовленных MCVD методом, до рекордно низкого уровня. На базе этих световодов были разработаны различные высокоэффективные нелинейные устройства: компенсаторы дисперсии, рамановские и параметрические лазеры и усилители.
Полученные результаты представляют собой новое крупное достижение в развитии научного направления - волоконная оптика, которое в последнее время быстро развивается и вносит значительный вклад в рост экономики нашей страны, а также в повышение ее обороноспособности.
1.4. Основные защищаемые положения 1. Совокупность исследований процесса перетяжки заготовки в волоконный световод и методика создания цифровой системы управления процессом вытяжки световода.
2. Разработка методов повышения прочности волоконных световодов на основе кварцевого стекла.
3. Метод изготовления кварц-полимерных световодов с оптическими потерями менее 10 дБ/км и работоспособных до -60С.
4. Идентификация физических механизмов низкотемпературных оптических потерь в волоконных световодах с различными полимерными покрытиями.
5. Комплексный физико-технологический метод снижения оптических потерь в высоколегированных одномодовых световодах.
1.5. Публикации и апробация работы. Объем и структура диссертации ичный вклад автора.
По теме диссертации, исследованию различных характеристик волоконных световодов и их применениям опубликовано более 200 работ, 8 авторских свидетельств на изобретение, 3 патента РФ и 2 патента США. Основные результаты диссертации содержатся в 83 работах, 5 авторских свидетельствах, патенте США, приведенных в списке литературы с участием автора и отмеченных индексом ла. Ряд рассмотренных в настоящей диссертации вопросов был предметом научных исследований трех кандидатских диссертаций, выполненных под руководством автора.
Основные результаты исследований, представленных в диссертации, докладывались на следующих всесоюзных и международных конференциях:
Всесоюзная конференция по проблеме Волоконно-оптические линии связи (Москва 1978, 1981, 1984, 1988 г.г., Киев 1983г.), Всесоюзная конференция по методам получения и анализа высокочистых веществ (Горький 1981, 1985, 1988, 1992 г.г.), Всесоюзная конференция по технологии волоконных световодов (Горький 1982г.), Всесоюзная конференция Состояние и перспектива развития кабелей связи в 12 пятилетке (Бердянск, 1986г.), 13 конференция Высокочистые вещества и материалы (Нижний Новгород 2007 г.), Международная школа по когерентной оптике (Иена, ГДР, 1984 г.), Международная конференция по нелинейным волноводным эффектам (Хьюстон, США, 1989 г.), Международная конференция по лазерам и электрооптике CLEO (Анахейн, 1992г.; Лонг Бич, 2002, США), Международная конференция по волоконной оптике ISFOC (С.-Петербург, 1992 г.), Международная конференция по волоконно-оптической связи OFC (СанХосе, 1994; Сан-Диего, 1995; Сан-Хосе, 1999, США), Международный конгресс по стеклу (Ленинград, 1989; Пекин, КНР, 1995), Европейская конференция по оптической связи ECOC (Флоренция, Италия, 1994; Брюссель, Бельгия, 1995;
Ницца, Франция, 1999; Мюнхен, ФРГ 2000; Римини, Италия 2003; Стокгольм, Швеция, 2004), Международная конференция инженеров-оптиков SPIE (СанДиего, 1987; Бостон, 2001; США), а также на научных семинарах ИОФ РАН, НЦВО РАН, МНТК Световод.
Объем и структура диссертации Диссертация изложена на 321 странице, включая список цитируемой литературы (221 наименование), список из 89 публикаций автора по теме диссертации, в том числе 35 публикаций в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, определенных Высшей аттестационной комиссией, 4х приложений, содержит 10 таблиц и 88 рисунков.
В первой главе дается общая характеристика работы, во второй приведен обзор литературных данных, главы 3 - 7 содержат описание проведенных исследований, их обсуждение и анализ, в заключении сформулированы основные результаты и выводы диссертационной работы.
ичный вклад автора Диссертационная работа является результатом многолетней работы автора в Научном центре волоконной оптики РАН (ранее сектор, лаборатория, отдел ИОФ РАН) и представляет собой обобщение работ автора, выполненных совместно с сотрудниками НЦВО и ИХВВ РАН. Коллективный характер экспериментальных и технологических работ обусловил публикацию полученных результатов в соавторстве с коллегами. В работах, включенных в диссертацию, автор являлся инициатором (выдвигал идею, формулировал задачу, намечал пути ее решения), разрабатывал методики исследований, участвовал в проектировании и изготовлении технологических и измерительных установок, проведении экспериментов, осуществлял анализ, обобщение результатов и формулировал выводы на их основе.
Основное содержание работы
Во введении (глава 1) обоснована актуальность темы диссертации, определены ее цели и защищаемые положения, показаны научная новизна и практическая значимость полученных результатов, приводятся сведения об их апробации и публикации.
В главе 2 представлен обзор литературных данных по теме диссертации.
Дано описание процесса перетяжки заготовки в волоконный световод и установки для вытяжки световодов. Рассмотрены особенности различных высокотемпературных нагревателей заготовки: кислородно-водородной горелки, СО2-лазеров, печей с графитовым и циркониевым нагревательными элементами, их преимущества и недостатки. Приведено математическое описание пропорционально-интегрально-дифференциального (ПИД) регулятора, который обычно используется в промышленных установках для вытяжки световодов.
Процесс вытяжки в значительной степени влияет на прочность волоконных световодов, их важнейшей характеристики, определяющей возможности практического применения. В обзоре приведены общие сведения о прочности волокон из кварцевого стекла и основные формулы, которые используются при дальнейшем анализе. В частности, вводится понятие функции распределения вероятностей разрушения Вейбулла для описания результатов измерений прочности световодов. Сформулирован перечень требований к процессу изготовления прочных волоконных световодов. Одним из обязательных условий этого процесса является нанесение на световод непосредственно в процессе вытяжки полимерного покрытия. Представлены основные требования к характеристикам полимерных материалов, которые могут быть использованы в качестве покрытий световодов. Рассмотренны особенности процесса изготовления и характеристики волоконных световодов типа Укварц-полимерФ.
Обзор публикаций, посвященных исследованию низкотемпературных потерь волоконных световодов, позволил выявить два механизма дополнительных потерь.
Плавное увеличение оптических потерь при понижении температуры вызывают неконцентрично нанесенные защитные покрытия. Кроме того, наблюдалось резкое увеличение оптических потерь, интерпретируемое как потеря устойчивости световода под действием нагрузки, действующей вдоль его оси, в результате которого световод приобретает форму спирали. Влияние первичных полимерных покрытий на низкотемпературные потери в литературе практически не обсуждалось, хотя для отечественных световодов, как показали наши исследования, оно оказалось значительным.
Литературные данные и наши предварительные исследования показали, что величина оптических потерь одномодовых световодов с высоким уровнем легирования оксидами германия или фосфора сердцевины зависит от условий вытяжки и может значительно превышать уровень потерь, определяемый фундаментальными механизмами. Несмотря на большое количество публикаций, посвященных этому вопросу, не было получено убедительных экспериментальных данных в пользу того или иного механизма, вызывающего эти потери. Более того, не было даже единого мнения по вопросу, чем обусловлены эти потери:
дополнительным поглощением или дополнительным рассеянием.
Глава 3 посвящена исследованию процесса перетяжки заготовки в волоконный световод. Важнейшей особенностью этого процесса является отсутствие каких-либо формующих световод элементов, поэтому вариации диаметра световода определяются конструктивными характеристиками установки для вытяжки световодов (Рис.1) [1а]. Ключевым элементом для процесса формирования световода является высокотемпературный нагреватель заготовки.
На начальном этапе исследований для нагрева заготовки использовались восемь СО2-лазеров ЛГ-25А, мощностью около 30 Вт каждый. Суммарной мощности всех лазеров оказалось достаточно для перетяжки заготовок диаметром до 10 мм в волоконный световод со скоростью 10-100 м/мин и вариациями диаметра 1.5 мкм [2а, 4а]. Излучение СО2-лазеров поглощается в тонком ~5 мкм поверхностном слое заготовки, и ее дальнейший нагрев происходит за счет теплопроводности и лучевого нагрева, что затрудняет перетяжку заготовок диаметром более 10 мм.
Одновременно с СО2-лазерами для вытяжки световодов использовалась кислородно-водородная горелка [3а]. В отличие от горелок, известных из литературы [1], пламя которых направлено под углом к оси заготовки, в разработанной нами конструкции горелки пламя направлялось по оси заготовки на ее торец. Такая конструкция горелки позволила существенно снизить газодинамические пульсации пламени в зоне разогрева, тем не менее, вариации диаметра световода, вытянутого с помощью горелки, достигали 5%.
Наименьшие вариации диаметра волоконного световода были достигнуты при использовании для нагрева заготовки печи с графитовым нагревательным элементом. Для защиты нагревательного элемента от деградации при температуре ~2000С в печи создавалась инертная атмосфера путем подачи через верхний и нижний патрубки печи потоков аргона. Соотношение этих потоков и их абсолютная величина оказывали существенное влияние на флуктуации диаметра световода. Наименьшие вариации диаметра наблюдались при соотношении потоков аргона сверху и снизу, равном приблизительно 2:1. Турбулентные вихри аргона в печи вызывали не только сильные вариации диаметра световода, но и катастрофическое падение его прочности, вследствие попадания графитовой пыли на поверхность расплавленного стекла в зоне перетяжки - УлуковицыФ [1а].
Управление установкой для вытяжки световодов осуществлялось через вычислительный комплекс на базе микро-ЭВМ УЭлектроника-60Ф. В качестве приборного интерфейса использовался УКАМАКФ. Программное обеспечение позволяло вести протокол процесса вытяжки, а также контролировать технологический процесс с помощью системы обратной связи. Информация о текущем диаметре световода в цифровом виде поступала в микро-ЭВМ, где его значение сравнивалось с заданным, и в соответствии с выбранным алгоритмом вырабатывалась величина управляющего воздействия - скорости вытяжки.
Рис. 1. Схема установки для вытяжки световодов: 1 - механизм подачи; 2 - высокотемпературный нагреватель; 3 - датчик диаметра; 4 - фильера; 5 - тепловая (УФ) печь для вулканизации полимера; 6 - измеритель диаметра покрытия; 7 - тянущий ролик; 8 - приемное устройство; 9 - управляющая ЭВМ;
10 - контроллер; 11 - регулятор расхода газа.
Связь между диаметром световода и скоростью вытяжки вблизи некоторой рабочей точки описывается дифференциальным уравнением второго порядка [2].
Подбор коэффициентов в это уравнение можно было осуществить на основании физических моделей перетяжки заготовки в световод. В данной работе эти коэффициенты подбирались экспериментально с использованием метода идентификации. При разомкнутой цепи обратной связи изучался отклик диаметра световода на периодические изменения скорости вытяжки от v1 до v2 через случайные временные интервалы. Результаты идентификации были использованы для построения параметрического регулятора второго порядка. Параметры регулятора уточнялись в каждом такте в течение всего процесса вытяжки. В диапазоне скоростей вытяжки 20-100 м/мин частота квантования равнялась 5 Гц, при этом среднеквадратичное отклонение диаметра световода от заданного не превышало 0.15-0.25 мкм.
Разработка параметрического регулятора на базе микро-ЭВМ, управляющей установкой для вытяжки световодов, позволила изготовить уникальные световоды с изменяющейся по длине дисперсией за счет изменения заданным образом в процессе вытяжки диаметра световода [1а, 5а, 6а]. Как показано на Рис.2, на всей километровой длине такого световода максимальное отклонение диаметра от заданной траектории не превышает 0.5 мкм. Световоды с изменяющейся по длине дисперсией (профилированные) были использованы для компенсации уширения солитонов, адиабатического сжатия фемтосекундных солитонных импульсов, генерации последовательности невзаимодействующих солитонных импульсов с частотой повторения 0.2 ТГц и других применений в отечественных и зарубежных научных центрах [7а-11а].
Важнейшим этапом процесса вытяжки волоконного световода является нанесение первичного полимерного покрытия, которое защищает поверхность световода от механических повреждений и тем самым обеспечивает сохранение его прочности. Естественно, что нанесение покрытия необходимо производить концентрично и без повреждения поверхности световода. На первом этапе работы использовались самоцентрирующиеся гибкие конусные фильеры [12а, 13а]. Такие фильеры не требовали точной юстировки, не повреждали поверхность световода и пропускали локальные утолщения световода в начале вытяжки. Существенный недостаток гибких фильер заключался в постепенном изменении геометрических размеров и формы в процессе длительной эксплуатации. Поэтому были разработаны, и в дальнейшем использовались, стеклянные конусные фильеры.
Согласно [3], в жесткой конусной фильере на световод действует центрирующая сила, величина которой практически пропорциональна отклонению световода от оси фильеры и возрастает с увеличением скорости вытяжки. В процессе вытяжки осуществлялся контроль концентричности нанесения полимерного покрытия с помощью разработанного нами устройства на базе видеоголовки с ПЗС линейкой, содержащей 1024 элемента [14а].
Рис.2. Изменение диаметра d профилированного световода и отклонение e текущего диаметра от заданного.
Методами оптической микроскопии в промышленно изготавливаемом кремнийорганическом компаунде СИЭЛ159/167 было обнаружено значительное количество (3.6109 см-3) твердых частиц размером до 20 мкм, причем средний размер частиц находился в интервале 4 - 8 мкм [15а]. Частицы такого размера в мягком полимерном покрытии оказывают абразивное действие на поверхность волоконного световода, что приводит к катастрофическому падению его прочности [4]. Поэтому была разработана методика фильтрации вязких полимерных композиций, после которой частицы микронного размера не наблюдались.
Одновременно было обнаружено, что фильтрация компаунда в значительной степени повышает его прозрачность за счет уменьшения рассеяния света. Это обстоятельство было использовано для снижения оптических потерь кварцполимерных световодов, у которых кремнийорганическая оболочка является отражающей, и прозрачность которой в значительной степени определяет оптические потери этого типа световодов.
За рубежом в качестве первичных покрытий широко использовались уретанакрилатные и эпоксиакрилатные композиции, отверждаемые УФизлучением. По сравнению с кремнийорганическими эластомерами такие покрытия, как правило, обладают более высокими механическими характеристиками и могут наноситься при значительно более высоких скоростях вытяжки. Первая отечественная эпоксиакрилатная композиция ЭАС-655А, отверждаемая УФ-излучением, была разработана только в середине 80-х годов [5].
В результате независимых исследований нами были разработаны УФ-отверждаемые композиции на базе силоксанакрилата (КБ-1) и уретанакрилата (КБ-2) [16а].
Высокие механические характеристики полиакрилатных покрытий позволяют использовать световоды с такими покрытиями непосредственно при производстве оптических кабелей, в то время как использовать для изготовления кабелей световоды с кремнийорганическими покрытиями, даже имеющих дополнительную лаковую оболочку, затруднительно. Поэтому была разработана методика нанесения на световоды защитных оболочек из полиамидов П-610 и П-6211 и фторопластов Ф-2М и Ф-4МБ в отдельном от вытяжки световода процессе [12а]. Нанесение на световоды защитных покрытий осуществлялось на экструзионной линии методом формования трубки расплава с последующей вытяжкой ее до заданного диаметра. Основное внимание было уделено отработке технологии нанесения тонкого покрытия из фторопласта Ф-4МБ, поскольку, как показали последующие исследования, только такое покрытие способно обеспечить низкий прирост оптических потерь световодов в широком температурном интервале -150Е200С.
В главе 4 представлены результаты исследований факторов, влияющих на прочность волоконных световодов. К началу проведения этих исследований из зарубежных публикаций (отечественные практически отсутствовали) была ясна только общая схема повышения до 5-6 ГПа прочности отрезков волоконных световодов длиной 0.4-20 м. Поэтому при проведении данной работы были последовательно исследованы все операции процесса изготовления заготовок и вытяжки волоконных световодов, оказывающих влияние на их прочность.
На первом этапе, для того, чтобы установить механизмы образования дефектов на поверхности световода и разработать методы их устранения, а также для того, чтобы определить насколько различные полимерные покрытия защищают поверхность световода от механических повреждений, была исследована прочность однородных волокон из кварцевого стекла КУ-1. Это стекло изготавливается методом парофазного гидролиза SiCl4 в кислородно-водородном пламени и, по литературным данным, его зарубежные аналоги (например, Suprasil 2) отличаются очень малым количеством внутренних дефектов и включений.
Впоследствии анализ торцов волокон в местах разрушений подтвердил, что основной причиной обрыва волокон из стекла КУ-1 были поверхностные дефекты [13а, 17а, 18а].
Непосредственно перед вытяжкой кварцевые заготовки подвергались либо огневой, либо химической полировке в специально подобранном травящем растворе. Последующие измерения не выявили существенной зависимости прочности кварцевых волокон от метода полировки. Поэтому в дальнейшем использовался метод огневой полировки как менее трудоемкий.
В процессе вытяжки на кварцевые волокна наносились различные полимерные покрытия. Для сравнения были также изготовлены образцы кварцевых волокон, на которые полимерные покрытия наносились сразу после их вытяжки.
Результаты измерений разрывной прочности образцов длиной 1 м, представленные на Рис.3а, показывают, что волокна, на которые полимерное покрытие наносилось после вытяжки, имеют прочность, не превышающую 1.0 ГПа. Нанесение в процессе вытяжки лаковых покрытий толщиной 5-10 мкм привело к увеличению средней прочности в 2-3 раза, а максимальные значения прочности достигли 2.5-3.ГПа. Наблюдаемый на Рис.3а большой разброс значений прочности волокон с лаковым покрытием показал, что такая защита недостаточно надежна. Значительно лучшие результаты были получены при нанесении на кварцевые волокна кремнийорганического эластомера СИЭЛ 159/167, причем, чем больше была толщина этого покрытия, тем меньшая доля образцов имела низкую прочность (Рис.3б). После проведения фильтрации исходного кремнийорганического компаунда от твердых частиц и нанесения в процессе вытяжки на световод дополнительного лакового покрытия поверх кремнийорганического, низкопрочный УхвостФ распределения Вейбулла практически исчез, и график Вейбулла приобрел форму прямой линии с наклоном m30 [12a,17a-21a]. Полиакрилатные покрытия, отверждаемые УФ-излучением, имели более высокие механические характеристики и поэтому не требовали применения дополнительного лакового покрытия. Уровень максимальной разрывной прочности кварцевых волокон с такими покрытиями оказался даже несколько больше (5.5-6.2 ГПа), чем у волокон с кремнийорганическими покрытиями [22a].
Cветоводы, изготовленные MCVD методом, приблизительно на 70% состоят из материала промышленно выпускаемых кварцевых труб, величина и количество включений в которых может варьироваться в широких пределах. Поскольку при изготовлении световодов внутренние включения в трубах принципиально неустранимы, прочность световодов, изготовленных MCVD методом, зависит от технологии производства кварцевых труб. Для выяснения степени влияния опорных труб на прочность световодов образцы кварцевых труб девяти Рис.3а. Графики Вейбулла функции распределения удельной прочности волокон из кварцевого стекла КУ-1 с полимерными покрытиями различных типов: 1 - ФПХ3А (5мкм); 2 - Альстом (10 мкм); 3 - АД-9113 (10 мкм); 4 - ПАИ-1 (10 мкм).
Рис.3б. Графики Вейбула функции распределения удельной прочности волокон из кварцевого стекла КУ-1 с покрытием СИЭЛ 159/167 различной толщины: 1 - 0; - 20мкм; 3 - 30мкм; 4 - 50мкм; 5 - 60мкм; 6 - 60мкм+лак Ф-42.
отечественных и зарубежных производителей были протравлены снаружи и изнутри, схлопнуты в штабики, из которых были вытянуты волокна с кремнийорганическим покрытием. На основании результатов измерений прочности вытянутых из этих штабиков волокон, исследуемые трубы можно разделить на две группы, которые в дальнейшем будут условно обозначаться как УдефектныеФ и УбездефектныеФ. Волокна, изготовленные из УдефектныхФ труб, имели прочность менее 1.5 ГПа и разрушались на внутренних включениях. Анализ элементного состава включений в местах разрушения волокон на установке УCamebaxФ показал, что более 90% этих включений содержали молибден, причем размер включений достигал 5 мкм, остальные включения содержали кальций и железо. Прочность волокон, изготовленных из УбездефектныхФ труб, оказалась близка к прочности волокон из кварцевого стекла КУ-1 и составляла 4.8-5.2 ГПа. Редкие включения в этих волокнах содержали кальций, железо и титан. Проведенные исследования показали, что только при использовании УбездефектныхФ труб может быть реализована высокая прочность световодов, изготавливаемых MCVD методом [13a, 20a].
Волоконные световоды состоят, как минимум, из двух, а чаще из трех стекол различного состава, причем наиболее сильно легируется оксидами германия или фосфора сердцевина световода. В процессе изготовления заготовки и световода в его сердцевине возникают растягивающие термонапряжения, а в оболочке сжимающие [6]. Для того, чтобы оценить влияние этих напряжений на прочность световодов, на базе УбездефектныхФ труб была изготовлена серия световодов, у которых уровень легирования сердцевины постепенно повышался от 0 до 34 мол.% GeO2. Исследования показали, что прочность этих световодов, практически не зависела от концентрации GeO2 в сердцевине и не отличалась от прочности волокон из кварцевого стекла КУ-1 [13a, 20a].
Для практического использования волоконных световодов необходимо знать размер и статистику появления самых крупных дефектов на всей строительной длине. Чтобы получить такую статистику, около 150 км световодов с двойным покрытием (СИЭЛ 159/167 и полиамид П-610) было перемотано с различными усилиями натяжения (3; 5; 8; 10 и 15Н). Анализ торцов световодов в местах разрушений показал, что в зависимости от усилия перемотки приблизительно 50% всех обрывов обусловлено поверхностными микротрещинами, возникающими вследствие неконцентрично нанесенного первичного покрытия, а около 30% обрывов - контактом световода с инородной частицей. Совершенствование всех этапов процесса вытяжки волоконных световодов и, в первую очередь, фильтрация кремнийорганического компаунда и нанесение в процессе вытяжки на световод дополнительного лакового покрытия позволили резко сократить количество обрывов, обусловленных поверхностными дефектами и в 2.5 раза увеличить среднюю длину световодов, прошедших перемотку 5Н [20a]. Проведенные исследования позволили также установить, что внутренние включения в лучших отечественных кварцевых трубах будут ограничивать максимальный выход световодов длиной 1 км при усилии перемотки 0.7 ГПа до 90% и при усилии 1.ГПа до 60%.
В заключительной части главы 4 на основании проведенных измерений параметров статической усталости кварцевого стекла [22a-26a] проанализировано влияние полимерных покрытий и различных условий окружающей среды на предельную прочность волоконных световодов при комнатной температуре. Эти исследования показали, что полимерные покрытия не только сохраняют исходную прочность световодов, но и оказывают непосредственное влияние на ее абсолютную величину и в значительной степени определяют ее изменение с течением времени в различных условиях эксплуатации.
В главе 5 рассмотрены особенности процесса изготовления кварцполимерных световодов и представлены результаты исследований их характеристик. Из зарубежных публикаций было только известно, что наименьшие оптические потери в световодах такого типа были достигнуты при использовании в качестве отражающей оболочки кремнийорганического эластомера с показателем преломления 1.405 [7]. Такой полимер был синтезирован сотрудниками ИНЭОС АН СССР. В качестве материала сердцевины кварц-полимерного световода использовалось наиболее чистое отечественное кварцевое стекло КУ-1.
Оптические потери кварц-полимерных световодов оказались весьма чувствительными к качеству подготовки поверхности кварцевой заготовки и к загрязняющему действию высокотемпературного нагревателя. При использовании наиболее стерильных источников нагрева (кислородно-водородной горелки и СО2лазеров) был изготовлен первый отечественный кварц-полимерный световод с потерями 18 дБ/км [27a]. Практически одновременно появилась публикация [8] о создании световода типа Укварц-полимерФ с минимальными потерями 30 дБ/км. В дальнейшем, в результате совместной работы с сотрудниками ГНИИХТЭОС, разработавшими кремнийорганический эластомер СИЭЛ 159/167, удалось снизить оптические потери в кварц-полимерных световодах до величины менее 10 дБ/км [28a]. Наименьшие достигнутые нами уровни оптических потерь в кварцполимерных световодах с сердцевинами из кварцевых стекол КУ-1 и КУВИ-представлены на Рис.4 [12a].
Исследование оптических потерь и эффективной числовой апертуры кварцполимерных световодов показало, что эти характеристики сложным образом зависят от апертуры возбуждающего световод излучения и длины световода.
Полученные результаты объясняются тем, что высшие моды в кварц-полимерных световодах затухают значительно быстрее, чем низшие, вследствие сильного различия оптических потерь материалов сердцевины (5-10) дБ/км и отражающей оболочки (103-104) дБ/км. Одновременно быстрое затухание высших мод может частично компенсироваться за счет передачи части мощности низших мод высшим в результате межмодовой конверсии. В исследованных световодах установление стационарного модового распределения происходило на длине 0.5-1.0 км, что указывает на слабую межмодовую конверсию и, следовательно, на малые вариации диаметра сердцевины, на которых происходит эта конверсия. Проведенные исследования показали, что оптические потери кварц-полимерных световодов являются аддитивной функцией его длины только при возбуждении световода излучением с апертурой, равной эффективной апертуре световода [12a, 29a-31a].
Серьезным недостатком кварц-полимерных световодов является обнаруженное в работах [9,10] резкое увеличение оптических потерь при температурах ниже -40С. В этих работах было установлено, что возрастание затухания обусловлено быстрым ростом показателя преломления кремнийорганического эластомера (умньшением числовой апертуры NA световода) при охлаждении и носит обратимый характер, однако ни механизм этого роста, ни методы борьбы с ним в этих работах не обсуждались.
Рис.4. Оптические потери в кварц-полимерных световодах: 1 - сердцевина из кварцевого стекла КУВИ-1; 2 - сердцевина из кварцевого стекла КУ-1 (NAвозб = 0.24).
При проведении исследований оптических характеристик изготовленных нами кварц-полимерных световодов было обнаружено, что резкое изменение оптических потерь и числовой апертуры при охлаждении происходит при -60С, а при нагревании при -40С (Рис.5) [32a]. Такое гистерезисное изменение показателя преломления кремнийорганической отражающей оболочки позволило нам установить истинную причину наблюдаемого явления - кристаллизацию эластомера. Из литературных данных [11] известно, что скорость кристаллизации кремнийорганического эластомера максимальна в центре области кристаллизации (-80С) и уменьшается до нуля на ее границах, определяемых температурой плавления кристаллитов (Тпл-40С) и температурой стеклования (Тст-125С).
Важнейший вывод из полученных нами результатов заключается в том, что нижней границей работоспособности кварц-полимерных световодов является Тпл, а не температура, при которой потери возрастают на 6 дБ [9].
Способность полимеров к кристаллизации связана с их структурой и составом и, в основном, зависит от регулярности полимерных цепей и возможности образования ими плотной упаковки. В результате совместной работы с сотрудниками ИХАН были синтезированы некристаллизующиеся кремнийорганические композиции Б-1 и М-4 с показателем преломления ниже, чем у кварцевого стекла, а также с более высоким показателем преломления ПФС-1 и ПФС-2, которые в дальнейшем использовались в качестве защитных покрытий для световодов на основе кварцевого стекла [33a-36a]. Проверка показала, что кварцполимерные световоды с отражающей оболочкой из эластомеров Б-1 и М-сохраняют работоспособность при температурах ниже -40С (Рис.6).
Одновременно и независимо аналогичные работы по созданию некристаллизующихся кремнийорганических покрытий для кварц-полимерных световодов проводились сотрудниками ИРЭ АН СССР и ГНИИХТЭОС [12, 13].
При исследовании оптических характеристик кварц-полимерных световодов было впервые обнаружено, что погружение этих световодов в воду или другую жидкость приводит к постепенному увеличению оптических потерь (до 20 дБ/км через 50 дней) и уменьшению числовой апертуры. При сушке световода оптические характеристики восстанавливались в течение двух часов почти до исходного уровня [25a, 26a]. Как показали специально проведенные исследования, обнаруженный эффект обусловлен дополнительным рассеянием в кремнийорганическом эластомере и на его границе раздела с кварцевым стеклом.
Нанесение на кварц-полимерные световоды полиамидного покрытия П-6толщиной 150 мкм практически не повлияло на динамику изменения оптических характеристик. В то же время, при нанесении на световод фторопластового покрытия Ф-4МБ толщиной 150мкм изменения оптических характеристик кварцполимерного световода в воде не было зафиксировано по крайней мере в течение трех месяцев.
Рис.5. Температурная зависимость NA-числовой апертуры (а) и оптических потерь (б) в световоде с отражающей оболочкой из промышленного эластомера СИЭЛ 159/167. 1 - охлаждение; 2 - нагревание.
Рис.6. Температурная зависимость показателя преломления кремнийорганических композиций (а) и оптических потерь кварц-полимерных световодов с некристаллизующимися отражающими оболочками (б): 1 - Б-1; 2 - М-4. Светлые значки охлаждение, темные - нагревание.
Проведенные исследования процесса изготовления кварц-полимерных световодов позволили нам разработать первые отечественные МПО-световоды - световоды с многоэлементной отражающей оболочкой. Конструкция МПОсветовода, идея которой впервые была сформулирована в [14], представляет собой структуру, состоящую из активного одномодового световода, находящегося в оптическом контакте с одним или двумя кварцевыми волокнами, окруженными общей кремнийорганической оболочкой. МПО-световоды позволили согласовать одномодовую сердцевину, легированную оксидами редкоземельных элементов, с многомодовой накачкой. На базе разработанных нами МПО-световодов были реализованы Yb-лазеры с излучением в области 1057-1085нм и мощностью более 50Вт, Er-Yb-лазеры на длину волны 1608нм, Nd-лазеры, генерирующие на длинах волн 0.92 и 1.06 мкм [37a-39a].
В главе 6 обсуждаются результаты исследований влияния полимерных покрытий на оптические потери световодов на основе кварцевого стекла.
Кроме защиты световода от механических повреждений, полимерные покрытия должны предохранять световоды от возникновения микроизгибов при боковых сдавливающих нагрузках, вызывающих рост оптических потерь. На момент проведения данных исследований в нашей стране наибольшее распространение получили два типа конструкций оптических модулей-световодов с одним или несколькими полимерными покрытиями, пригодных для использования в производстве оптических кабелей. Первый тип - световоды с мягким первичным покрытием и жестким защитным. Второй тип - световоды с одной защитной оболочкой, имеющей промежуточную жесткость.
Для изучения демпфирующих свойств полимерных покрытий исследуемые модули длиной от 0.25 м до 11 м помещались между двумя шлифованными пластинами, к которым прикладывалась сжимающая нагрузка. Результаты этих измерений представлены на Рис.7. При сжатии оптических модулей первого типа потери начинали расти после увеличения нагрузки выше некоторой критической, возрастающей по мере увеличения толщины и модуля Юнга защитного покрытия.
При нагружении оптических модулей второго типа потери возрастали с увеличением нагрузки практически линейно, поэтому при изготовлении кабеля такие световоды необходимо свободно укладывать в профилированные каналы жесткого полимерного сердечника [12a].
Далее в главе 6 приведены результаты исследований дополнительных потерь, возникающих при охлаждении световодов с различными полимерными покрытиями. Представлено описание методики охлаждения исследуемых световодов и измерительной аппаратуры. Одновременно с измерением оптических потерь фазовым методом производилась регистрация изменения времени задержки оптического импульса (ВЗИ) в световоде, что позволило идентифицировать механизмы, вызывающие рост затухания.
Рис.7. Увеличение оптических потерь в волоконно-оптических модулях в зависимости от боковой нагрузки, сжимающей 2 метра модуля. В скобках указана толщина защитного покрытия в микронах.
На первом этапе этих исследований определялась степень влияния первичных покрытий на низкотемпературные потери. Результаты измерений, представленные на Рис.8, показывают, что оптические потери в световоде-1 без полимерного покрытия не изменяются в температурном диапазоне от -150С до 150С. При охлаждении световода-2 с покрытием СИЭЛ 159/167 до температуры -60С и выдержке при этой температуре в течение двух часов оптические потери практически не увеличивались. Дальнейшее охлаждение этого световода до температуры приблизительно -80С привело к резкому возрастанию оптических потерь, причем температурный ход потерь при последующем нагревании не совпал с изменением оптических потерь при охлаждении. Такой гистерезисный характер изменения оптических потерь, обусловленный ростом показателя преломления кремнийорганического покрытия СИЭЛ 159/167, наблюдался нами при исследовании кварц-полимерных световодов [32а], однако впервые был обнаружен для световодов на основе кварцевого стекла. Величина показателя преломления первичного покрытия не оказывает существенного влияния на оптические потери таких световодов, поэтому наблюдаемый рост оптических потерь потребовал другого объяснения. При кристаллизации полисилоксанов хаотически зарождающиеся области кристаллической фазы - сферолиты, по мере роста Рис.8. Дополнительные оптические потери в световодах с различным первичным покрытием. Светлые значки - охлаждение, черные - нагревание.
встречаются друг с другом, их границы искажаются и сферолиты принимают форму многогранников [11]. Кристаллизация кремнийорганического эластомера приводит к уменьшению его объема, увеличению плотности, коэффициента линейного расширения и модуля Юнга. В то же время, даже при продолжительном охлаждении эластомера, в зависимости от его строения и состава, кристаллическая фаза составляет только 35-65% его объема [15]. Таким образом, кремнийорганическое покрытие в результате кристаллизации становится неоднородным по своим физико-механическим свойствам, что и вызывает микроизгибы световодов на основе кварцевого стекла [40a-41a].
Исследования температурных зависимостей добавочных потерь различных оптических модулей показали, что чем больше модуль Юнга и толщина защитного покрытия, тем раньше начинается резкое увеличение оптических потерь, обусловленное кристаллизацией первичного покрытия. Полученные результаты объясняются тем, что при сжатии полисилоксанов скорость их кристаллизации увеличивается. Оценки сжимающих напряжений, действующих на кремнийорганическое первичное покрытие, подтвердили, что сила сжатия возрастает с увеличением модуля Юнга и толщины защитной оболочки. В то же время обратный ход потерь при нагревании для всех исследованных модулей практически совпадал. Таким образом, диапазон рабочих температур световодов на основе кварцевого стекла ограничен равновесной температурой плавления кристаллической фазы эластомера (-40С), и в ходе дальнейшей работы исследовались механизмы возникновения добавочных потерь в оптических модулях, с первичным покрытием из разработанного нами некристаллизующегося эластомера ПФС-2. Оптические потери световода-9 с этим покрытием практически не изменялись до температуры -120С (Рис.8) На Рис.9 представлены температурные зависимости оптических потерь и ВЗИ в модулях с некристаллизующимся первичным покрытием ПФС-2 и различными защитными покрытиями. Увеличение оптических потерь в модуле-с защитной оболочкой из полиамида П-610 толщиной 220 мкм в интервале температур 18Е-100С согласуется с расчетной кривой для дополнительных потерь, обусловленных неконцентричностью полимерных покрытий. По сравнению с модулем-1 (без покрытий) ВЗИ в модуле-11 изменяется со значительно большей скоростью, что свидетельствует о росте продольного сжатия световода в этом модуле. При температуре -110С на температурной зависимости ВЗИ наблюдается горизонтальный участок, которому соответствует более быстрый рост оптических потерь. Расчеты показали, что при этой температуре сила сжатия достигла критического значения, световод в модуле-11 потерял устойчивость и принял форму спирали в пределах первичного покрытия.
Аналогичная температурная зависимость оптических потерь и ВЗИ наблюдалась для модуля -10, с той лишь разницей, что потеря устойчивости световода наступала при более высокой температуре -64С, вследствие большей толщины (320 мкм) полиамидной оболочки. В модуле-15, в котором имелся зазор между первичным покрытием и оболочкой из фторопласта Ф-4МБ толщиной 1мкм, до температуры -10С оптические потери не возрастали (Рис.9), а ВЗИ изменялось с такой же скоростью, что и в модуле-1 (без покрытия), то есть защитное покрытие не оказывало сдавливающего действия на световод. При дальнейшем охлаждении наблюдался быстрый рост оптических потерь, а ВЗИ в диапазоне -30Е-70С изменялось незначительно, что указывает на потерю устойчивости световода, однако, в отличие от модулей 10 и 11, в модуле-световод в первичном покрытии образовывал спираль внутри фторопластовой трубки защитного покрытия.
Для снижения сжимающего действия защитного покрытия, которое вызывает рост потерь, обусловленных потерей устойчивости световода, в модуле14 между первичным покрытием и защитным фторопластовым покрытием Ф-4МБ толщиной 110 мкм была нанесена смазывающая жидкость. Результаты измерений, представленные на Рис.9, показывают, что оптические потери в модуле практически не возрастают при охлаждении от 18С до -120С, а при -150С добавочные потери не превышают 1дБ/км. Кроме того, в этой главе были проведены расчеты коэффициентов линейного расширения оптических модулей с различными защитными покрытиями, что позволило определить величины критических деформаций при потере устойчивости световодов и сопоставить их с экспериментальными данными, а также представлены результаты исследований низкотемпературных потерь в оптических модулях с эпоксиакрилатными покрытиями [42a-46a].
а б.
Рис.9. Температурные зависимости изменения ВЗИ (а) и добавочных потерь (б) в оптических модулях 1; 11; 14; 15.
В заключительной части главы 6 приведены результаты исследований дополнительных оптических потерь в оптическом кабеле. В составе кабеля были использованы световоды с кристаллизующимся и некристаллизующимся первичным покрытием. В качестве вторичного покрытия использовался полиарилатный лак ФВ-2 и фторопласт Ф-4МБ. Результаты измерений показали, что применение в кабеле с центральным стабилизирующим элементом световодов с некристаллизующимся первичным и фторопластовым защитным покрытиями позволяет обеспечить в температурном диапазоне от -120С до 85С рекордно низкий (менее 1 дБ/км) уровень добавочных потерь [47a,48a].
В главе 7 на базе экспериментальных результатов рассмотрены различные механизмы, вызывающие рост оптических потерь в высоколегированных одномодовых световодах, и их связь с процессом вытяжки. К началу наших исследований наиболее распространенной была версия, что дополнительные потери обусловлены центрами окраски (ЦО), формирующимися под действием УФ- излучения печи [16]. Поскольку фтор заполняет в легированном кварцевом стекле кислородные вакансии и тем самым снижает число исходных дефектов, предшественников ЦО, мы попытались выяснить влияние фтора на уровень дополнительных потерь, возникающих в процессе вытяжки световодов.
Для проведения этих исследований были изготовлены MCVD методом многомодовые световоды со ступенчатым и градиентным профилем показателя преломления (ППП) и содержанием ~10 мол.% GeO2 в сердцевине, а также одномодовые световоды с уровнем легирования сердцевины 7-32 мол.% GeO2. Для каждого исследованного световода с определенной концентрацией GeO2 в сердцевине изготавливался аналогичный ему световод, сердцевина которого дополнительно легировалась фтором (0.25ат.%). Измерение спектральной зависимости оптических потерь этих световодов показало, что введение фтора в сердцевину приводит к снижению как абсолютного уровня оптических потерь, так и их зависимости от температуры вытяжки [49a-52a]. Аналогичное влияние фторирования сердцевины на оптические потери одномодовых световодов, сердцевина которых была легирована (10-15) мол.% Р2О5, было обнаружено нами в [53a, 54a]. Увеличение концентрации фтора в сердцевине высоколегированных (2030 мол% Geo2) одномодовых световодов привело к дальнейшему снижению оптических потерь [55a-57a]. Полученные результаты могли быть легко интерпретированы в рамках модели роста оптических потерь вследствие генерации ЦО под действием УФ-излучения печи. Однако результаты проведенных нами исследований оптических потерь одномодовых световодов с углеродным покрытием, поглощавшим УФ-излучение печи, которое распространялось по кварцевой оболочке световода, не подтвердили справедливость гипотезы роста потерь вследствие образования ЦО в процессе вытяжки [56a].
Другим возможным механизмом увеличения оптических потерь в высоколегированных одномодовых световодах некоторые авторы (например, [17]) считали нелинейный рост коэффициента рэлеевского рассеяния (КРР) при увеличении уровня легирования сердцевины оксидом германия свыше 15 мол%, причем в этих работах КРР определялся косвенным графическим методом [18]. В диссертации для измерения КРР был использован метод обратного рассеяния [19], который позволил впервые прямым методом определить концентрационные зависимости КРР в одномодовых световодах до уровня легирования 30 мол% GeO(Рис.10) и 15 мол% Р2О5 [59a, 60a]. Полученные результаты показали, что использование графического метода для определения величины КРР в высоколегированных одномодовых световодах приводит к ошибочным результатам, поскольку не учитывается существование дополнительных спектрально-зависимых механизмов оптических потерь. Одновременно с измерением концентрационной зависимости КРР была измерена его температурная зависимость. При снижении температуры вытяжки одномодового световода с концентрацией 24 мол% GeO2 в сердцевине от 1940С до 1860С величина КРР уменьшилась всего лишь на 23%, в то время, как оптические потери уменьшились приблизительно вдвое.
Результаты исследований, представленные в начальных разделах главы 6, показали, что ни механизм формирования ЦО в процессе вытяжки, ни рост КРР, связанный с увеличением концентрации оксида германия в сердцевине, не могут объяснить наблюдаемый высокий уровень оптических потерь в высоколегированных одномодовых световодах [17, 55a]. Поэтому нашей дальнейшей задачей стал поиск областей повышенных оптических потерь по сечению световода.
Для проведения этих исследований были использованы два световода, вытянутые при температурах 1940С и 1880С из одной заготовки, со ступенчатым ППП без центрального провала и с уровнем легирования сердцевины 23.5 мол% GeO2. На длине волны 0.63 мкм, на которой проводились измерения оптических потерь, в этих световодах могли распространяться три группы мод, отличающиеся угловым индексом l=0;1;2. Варьируя угол ввода излучения в световоды, нам удавалось возбуждать только одну группу мод. Результаты измерений, представленные в таблице 1, показывают, что с увеличением индекса l оптические потери возрастают, причем доля мощности данной группы мод, распространяющаяся в сердцевине, уменьшается, а на границе сердцевинаоболочка увеличивается. По результатам проведенных измерений были вычислены средние оптические потери в сердцевине световода и на границе сердцевинаоболочка. Эти расчеты позволили впервые достоверно установить, что источники дополнительных оптических потерь в высоколегированных одномодовых данная работа графический метод 0 5 10 15 20 25 Концентрация GeO2, мол.% Рис.10. Зависимость коэффициента рэлеевского рассеяния от концентрации оксида германия.
Таблица 1. Результаты измерений дифференциальных модовых потерь в световоде Ge303 (23.5 мол.% GeO2), вытянутом при двух различных температурах вытяжки. Длина волны зондирующего излучения - 0.63 мкм.
Условия Индекс l Оптические серд, гран, Pсерд, % Pгран, % вытяжки (m = 1) потери, дБ/км дБ/км дБ/км 0 86 7.Т=1940 901 66 17.1282 546 5472 39 24.1620 86 7.T=1880 69 1 66 17.863 541 2882 39 24.93Pсерд, Pгран - доли мощности моды, распространяющиеся в сердцевине световода и на границе сердцевина-оболочка соответственно. серд, гран - рассчитанные по результатам измерений средние оптические потери в области сердцевины и границы сердцевинаоболочка дБ / км * мкм Коэффициент рэлевского рассеяния, германосиликатных световодах находятся на границе сердцевина-оболочка, а средние оптические потери в сердцевине световодов определяются фундаментальными механизмами и не зависят от температуры вытяжки световодов [61a-64a]. Аналогичные исследования были проведены для световодов с центральным провалом ППП и без него. Было установлено, что область центрального провала ППП также является областью повышенных оптических потерь. На основании полученных результатов была определена спектральная зависимость дополнительных оптических потерь. Расчеты показали, что зависимость этих потерь имеет степенной характер с показателем степени (2.3-3.2).
Наши дальнейшие исследования были направлены на установление механизма высоких оптических потерь в области центрального провала ППП и на границе сердцевина-оболочка. Ранее в работе [20] сообщалось об обнаружении в одномодовых световодах дополнительного рассеяния, получившего название малоуглового или аномального. Для измерения интенсивности света, рассеянного в одномодовом световоде, были разработаны три схемы измерений [59a, 62a, 65a], позволившие впервые измерить индикатрису рассеянного излучения в широком диапазоне углов (1-30; 60-120; 150-179). Индикатриса рассеяния оказалась несимметричной: в направлении распространения излучения рассеивалась значительно большая мощность (аномальное рассеяние), чем в обратном направлении (рэлеевское рассеяние) (Рис.11). Снижение температуры вытяжки привело не только к понижению оптических потерь исследуемого световода, но и к уменьшению аномального рассеяния. Кроме того, было установлено, что изменение ступенчатой формы ППП на градиентную, а также устранение центрального провала ППП также уменьшали интенсивность аномального рассеяния и, одновременно, оптические потери в исследуемом световоде.
Результаты измерений позволили определить вклад аномального рассеяния в оптические потери. Проведенные расчеты показали, что полные оптические потери высоколегированых германосиликатных и фосфоросиликатных световодов в пределах экспериментальной ошибки определяются суммарным вкладом фундаментальных механизмов оптических потерь и аномального рассеяния.
Воспользовавшись теоретической моделью рассеяния оптического излучения на пространственных флуктуациях сердцевины световода [21] и варьируя параметры, характеризующие размер этих флуктуаций, нам удалось получить полное соответствие между рассчитанной и экспериментально измеренной индикатрисами рассеяния (Рис.11). Кроме того, оказалось, что спектральная зависимость оптических потерь на границе сердцевина-оболочка в широком спектральном диапазоне хорошо согласуется с теоретически рассчитанной спектральной зависимостью потерь на аномальное рассеяние.
Рис.11. Сравнение измеренной (точки) и рассчитанной (1) индикатрис рассеяния оптического излучения в световоде Ge303; (2) - расчет аномального рассеяния по модели [21], (3) - расчет рэлеевского рассеяния.
Проведенные исследования позволили установить, что уровень оптических потерь высоколегированных германосиликатных и фосфоросиликатных световодов определяется аномальным рассеянием, которое обусловлено флуктуациями границы сердцевины и флуктуациями формы и пространственного положения центрального провала ППП, возникающими в процессе перетяжки заготовки в световод. Снижение оптических потерь высоколегированных одномодовых световодов было достигнуто за счет перехода от ступенчатого ППП к градиентному и устранения центрального провала ППП. В результате, впервые методом MCVD были изготовлены образцы одномодовых световодов с концентрацией до 30 мол.% GeO2 в сердцевине, с оптическими потерями на уровне лучших световодов с аналогичной структурой, изготовленных VAD методом (Рис.12). В диссертации обсуждаются пути дальнейшего снижения оптических потерь высоколегированных одномодовых световодов, изготавливаемых MCVD методом.
В заключительной части главы 7 представлены характеристики волоконных ВКР лазеров и усилителей, а также различных нелинейных устройств, в которых были использованы высоколегированные одномодовые световоды с малыми потерями, разработанные в данной работе [66а-89а].
- - - 0 5 10 15 20 25 Содержание GeO2, мол.% Рис.12. Зависимость оптических потерь на длине волны 1.55мкм от концентрации оксида германия в сердцевине световодов. 1 - VAD метод, градиентный ППП, оболочка из кварцевого стекла; 2 - VAD метод, градиентный ППП, оболочка из фторированного кварцевого стекла; 3 - MCVD метод, ступенчатый ППП с центральным провалом; 4 - MCVD метод, градиентный ППП с центральным провалом; 5 - MCVD метод, градиентный ППП, без центрального провала.
В заключении приведены основные результаты и выводы диссертационной работы.
Основные результаты и выводы диссертационной работы.
1. Создана автоматизированная лабораторная установка для вытяжки волоконных световодов на основе кварцевого стекла, являющаяся экспериментальной основой для проведения исследований процессов перетяжки заготовки в волоконный световод и нанесения на световод различных защитных покрытий. Разработана цифровая система управления процессом вытяжки и соответствующие программные и аппаратные средства реального времени.
Выявлены и устранены источники флуктуаций диаметра волоконных световодов, в результате чего среднеквадратичное отклонение диаметра световодов на длине 1-6 км было снижено до 0.2 мкм.
Предложена методика изготовления профилированных световодов, диаметр которых изменяется по длине в соответствии с заданным законом со среднеквадратичным отклонением от заданного не более 0.2 мкм. Разработанная оптические потери, дБ / км методика позволила впервые получить одномодовые световоды длиной от сотен метров до нескольких километров с дисперсией, изменяющейся по заданному закону, без увеличения оптических потерь и с повторяемостью дисперсионных характеристик не хуже 1%.
2. На основании систематических исследований мест разрушения волоконных световодов установлены и устранены основные технологические факторы, вызывающие снижение прочности волоконных световодов, изготовленных MCVD методом. Определена последовательность технологических операций, обеспечившая изготовление первых отечественных волоконных световодов с высокой (5.2-6.2 ГПа) разрывной прочностью. Комплексное исследование разрывной прочности волоконных световодов в совокупности с анализом причин, вызвавших их разрушение при перемотке с различным усилием натяжения, позволили в 2.5 раза увеличить среднюю длину световодов, прошедших перемотку под нагрузкой 5Н и выявить предельный уровень прочности световодов большой длины, изготавливаемых с использованием опорных труб отечественного производства.
3. Идентифицированы и экспериментально исследованы механизмы низкотемпературных потерь в волоконных световодах: микроизгибы световода вследствие кристаллизации первичного покрытия, потеря устойчивости световода, вызываемая термоусадкой вторичного покрытия, микроизгибы световода из-за неконцентрического нанесения полимерных покрытий. Синтезированы некристаллизующиеся кремнийорганические и УФ-отверждаемые полиакрилатные полимерные покрытия, защищенные авторскими свидетельствами, для первичных покрытий волоконных световодов.
Разработан, изготовлен (совместно с предприятием Минэлектротехпрома) и исследован опытный образец первого отечественного морозостойкого волоконнооптического кабеля, уровень добавочных потерь в котором не превышает 1 дБ/км в температурном диапазоне от -120С до 85С.
4. В результате исследований, проведенных совместно с Институтом химии АН СССР, разработана технология изготовления световодов типа кварц-полимер и получены первые отечественные световоды с сердцевиной из кварцевого стекла диаметром 200 мкм и более, числовой апертурой 0.2-0.4 и оптическими потерями 6-8 дБ/км на длине волны 0.8 мкм.
Впервые установлено, что резкое возрастание оптических потерь в этих световодах при температурах ниже -40С обусловлено кристаллизацией их кремнийорганической отражающей оболочки. Предложены и синтезированы некристаллизующиеся кремнийорганические композиции, защищенные авторскими свидетельствами, обеспечивающие работоспособность кварцполимерных световодов до температуры -60С.
5. Проведены комплексные исследования механизмов оптических потерь одномодовых световодов с высокой концентрацией оксида германия (15-30 мол.% GeO2) и оксида фосфора (10-13мол% P2O5) в сердцевине. Экспериментально установлена линейная зависимость коэффициентов рэлеевского рассеяния в одномодовых волоконных световодах при увеличении концентрации оксида германия до 30 мол.%.
Измерения индикатрисы рассеянного в высоколегированных одномодовых световодах излучения показали, что оптические потери в этих световодах помимо фундаментальных механизмов (рэлеевского рассеяния, электронного и фононного поглощения) обусловлены аномальным рассеянием. Идентифицирован механизм возникновения аномального рассеяния, заключающийся в рассеянии оптического излучения на возникающих в процессе вытяжки световода флуктуациях границы сердцевина-оболочка, а также флуктуациях поперечного сечения и положения центрального провала в профиле показателя преломления сердцевины по длине световода.
Предложены и реализованы методы снижения аномального рассеяния в высоколегированных одномодовых световодах за счет сглаживания профиля показателя преломления и устранения центрального провала в профиле показателя преломления. Получены образцы высоколегированных (20-30 мол% GeO2) и (1013мол% P2O5) одномодовых волоконных световодов, изготовленных MCVD методом и обладающих рекордно низкими оптическими потерями.
В заключение хочу выразить глубокую благодарность директору НЦВО РАН академику Е.М.Дианову за постоянную поддержку данного научного направления.
Я выражаю искреннюю признательность своим коллегам по лаборатории Технология волоконных световодов - нынешним и бывшим - А.А.Абрамову, В.А.Богатыреву, М.Е.Лихачеву, А.К.Михайлову, С.Я.Русанову, С.Л.Семенову, А.А.Сысолятину, А.Г.Щебуняеву, принимавшим непосредственное участие в создании аппаратуры, разработке технологии и проведении исследований.
Я глубоко благодарен сотрудникам ИХВВ РАН: члену-корреспонденту РАН А.Н.Гурьянову и сотрудникам руководимой им лаборатории Н.Н.Вечканову, А.Ю.Лаптеву, А.Е.Розенталю и В.Ф.Хопину, без которых решение многих рассмотренных проблем было бы невозможно, а также сотрудникам ИМС РАН В.Н.Мякову, Б.Б.Троицкому, Л.В.Хохловой за многолетнее плодотворное сотрудничество по синтезу новых полимерных композиций.
Я также благодарю сотрудников НЦВО РАН и ИОФ РАН, а также многих других за полезные консультации и помощь в работе.
Список цитируемой литературы 1. Т.Т.Wang, H.M.Zupko, УStrengths and diameter variations of fused silica fibers prepared in oxy-hydrogen flamesФ, Fiber Integ. Optics, v. 3, pp.73-87 (1980).
2. D.H.Smithgall УOn the control of the fiber drawing processФ, Techn. Dig. Opt.
Fiber Commun. Conf. Washington DC, pp.68-71 (1979).
3. P.W.France, P.L.Dunn, M.H.Reeve, УPlastic coating of glass fibers and its influence on strengthФ. Fiber Integr. Opt., v.2, pp.267-286 (1979).
4. R.G.Huff, F.V.DiMarcello, УCritical particle size of contaminants in high and low modulus coatings for high-strength optical lightguidesФ, J. Lightwave Technol., v.3, p.950-953 (1985).
5. В.П.Минкович, Б.Г.Задонцев, В.В.Григорьянц, Р.П.Тищенко, УИзготовление и исследование волоконных световодов с малыми потерями и УФ отверждаемым полимерным покрытиемФ, Квантовая электроника, т.11, стр.1876-1878 (1984).
6. Е.М.Дианов, В.М.Машинский, УУпругие напряжения в заготовках для стеклянных волоконных световодовФ, Квантовая электроника, т.5, стр.24632466 (1978).
7. S.Tanaka, K.Inada, T.Akimoto, M.Kozima УSilicone-clad fused-silica-core fibreФ, Electron Lett., v.11, pp.153-154 (1975).
8. В.В.Григорьянц, В.А.Детинич, М.Е.Жаботинский, Ю.С.Милявский, В.П.Минкович, С.Р.Нанушьян Г.Т.Петровский, Е.И.Симановская, В.И.Степанчук, Ю.К.Чаморовский, УСветовод со световедущей жилой из промышленного кварцевого стекла и полимерной оболочкойФ, Радиотехника и электроника, №2, стр.258-261 (1980).
9. W.F.Yeung, A.R.Johnston УEffect of temperature on optical fiber transmissionФ, Appl. Opt., v.17, pp.3703-3705 (1978).
10. А.А.Дяченко, Ю.С.Милявский, С.Р.Нанушьян, К.В.Никитин, Е.И.Симановская, С.Я.Фельд, Г.В.Шимайская, УВлияние температуры на оптические характеристики световодов на основе кварцевое стеклополимерФ, Квантовая электроника, т.7, стр.1118-1120 (1980).
11. М.Ф.Бухина, М.В.Воеводская, Б.П.Карандашов, УКристаллизация метилвинилсилоксановых каучуков и резин на их основеФ, Высокомолек.
соед., т.A13, стр.775-781 (1971).
12. Л.М.Аверина, В.Б.Кравченко, Ю.С.Милявский, С.Р.Нанушьян, Е.И.Симановская, С.Я.Фельд Исследование температурных зависимостей оптических характеристик полимеров для световодов типа стекло-полимер, ЖТФ т.55, стр. 1605-1611 (1985).
13. Е.И.Алексеева, В.Б.Кравченко, Ю.С.Милявский, С.Р.Нанушьян, С.Я.Фельд, УКремнийорганические полимерные материалы для волоконных световодовФ, Препринт ИРЭ АН СССР, №8 (426), 1985, 28с.
14. A.B.Grudinin, D.N.Payne, P.W.Turner, L.J.A.Nilsson, M.N.Zervas, M.Ibsen, M.K.Durkin УMulti-fibre arrangements for high power fibre lasers and amplifiersФ, US patent US 6.826.335B1 (2004).
15. В.А.Москаленко, Д.Я.Цванкин, Ф.А.Галил-Оглы Рентгенографическое изучение вторичной кристаллизации ряда силоксановых каучуков, Высокомолек.соед., т.А12, стр.548-552 (1970).
16. A.V.Belov, A.N.Guryanov, G.G.Devyatykh, E.M.Dianov, V.F.Khopin, A.S.Kurkov, V.M.Mashinsky, S.I.Miroshnichenko, V.B.Neustruev, N.N.Vechkanov, УInterpretation of drawing-dependent optical losses in germanium-doped silica optical fibresФ, Sov. Lightwave Commun., v.2, pp.281292 (1992).
17. S.T.Davey, D.L.Williams, D.M.Spirit, B.J.Ainslie, УThe fabrication of low loss high NA silica fibres for Raman amplificationФ, Proc. SPIE v.1171, pp. 181-1(1989).
18. K.Inada УA new graphical method relating to optical fiber attenuationФ, Optics Commun. v.19, pp.437-439 (1976).
19. M.E.Fermann, S.B.Poole, D.N.Payne, F.Martinez УComparative measurement of Rayleigh scattering in single-mode optical fibers based on an OTDR techniqueФ, J.Lightwave Techn., v.6, pp.545-551 (1988).
20. E.G.Rawson, УMeasurement of the angular distribution of light scattered from a glass fiber optical waveguideФ, Appl. Opt., v.11, pp. 2477-2481 (1972).
21. P.Mazumder, S.Logunov, and S.Raghavan, УAnalysis of excess scattering in optical fibersФ, J. of Appl. Phys., v.96, pp.4042-4049 (2004).
Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах.
1a. В.А.Богатырев, М.М.Бубнов, В.М.Ильин, С.Д.Румянцев, С.Л.Семенов, А.А.Сысолятин, "Построение цифровой системы управления процессом вытяжки волоконных световодов", Труды ИОФАН т.39, стр. 181-195 (1993).
2a. А.В.Белов, М.М.Бубнов, А.Н.Гурьянов, Г.Г.Девятых, Е.М.Дианов, А.М.Прохоров, С.Я.Русанов, А.С.Юшин, "Вытяжка стеклянных волоконных световодов с помощью СО2-лазера", Квантовая электроника, т.5, стр.20642065 (1978).
3a. А.Н.Антонов, В.В.Антонов, М.М.Бубнов, Н.Н.Вечканов, А.Н.Гурьянов, Д.Д.Гусовский, Г.Г.Девятых, Е.М.Дианов, Ю.А.Соколов, В.М.Фирсов, М.Д.Ходаковский, "Многосопловая газовая горелка", Авт. свид. № 11957от 1.08.1985.
4a. В.Ш.Берикашвили, Л.М.Блинов, М.М.Бубнов, С.Я.Русанов, В.М.Фирсов, "Применение СО2 - лазера в производстве световодов", Тез.докл. 4-й Всесоюзн. конф. Световодные системы связи и передачи информации, Москва, стр. 59-60 (1984).
5a. V.A.Bogatyrjov, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, A.A.Sysoliatin, УSoliton fiber design and fabricationФ, 2nd Int. Soviet Fibre Optics Conf, St.Petersburg, pp.265-2(1992).
6a. V.A. Bogatyrjov, M.M.Bubnov, S.L.Semenov, A.A.Sysoliatin УLength-varying computer-controlled fibre drawingФ, Meas. Sci. Technol., v.5, pp.1370-1374, (1994).
7a. V.A. Bogatyrev, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, A.S.Kurkov, P.V.Mamyshev, S.I.Miroshnichenko, S.D. Rumyansev, S.L.Semjonov, A.A.Sysoliatin, S.V.Chernikov УExperimental generation of 0.2 THz fundamental soliton train in a fiber varying dispersionФ, Proc. Nonlinear Guided-Wave Phenomena Conf., Houston, TX, USA, v.2, pp.9.1-9.4 (1989).
8a. V.A.Bogatyrev, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, A.S.Kurkov, P.V.Mamyshev, A.M.Prokhorov, S.D.Rumyantsev, V.A.Semenov, S.L.Semenov, A.A.Sysoliatin, S.V.Chernikov, A.N.Guryanov, G.G.Devyatykh, S.I.Miroshnichenko, УA singlemode fiber with chromatic dispersion varying along the lengthФ, J.Lightwave Technol., v.9, pp.561-566 (1991).
9a. M.I.Belovolov, A.V.Belov, V.A.Bogatyrev, M.M.Bubnov, S.V.Chernikov, E.M.Dianov, D.G.Fursa, A.N.Gurianov. A.S.Kurkov, P.V.Mamyshev, S.I.Miroshnichenko, S.D.Rumiantsev, V.A.Semenov, A.A.Sysoliatin, УConinuous-wave generation of 100GHz soliton train with a dual-frequency laser source and a fiber with decreasing dispersionФ, Proc. Conf. Laser Electro-Optics (CLEO), Anaheim, USA, pp.66-67 (1992).
10a. В.А.Богатырев, М.М.Бубнов, Е.М.Дианов, А.А.Сысолятин, УНерегулярные световоды для систем оптической связи и сенсоровФ, 4-я Междун. Конф.
УФизические проблемы оптических измерений, связи и обработки информацииФ, Севастополь, стр.70-71 (1993).
11a. V.A.Bogatyrjov, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, A.A.Sysoliatin, УAdvanced fibres for soliton systemФ, Pure Appl. Opt., v.4, pp.345-347 (1995).
12a. А.А.Абрамов, В.А.Богатырев, Г.Ю.Боркина, М.М.Бубнов, Н.Н.Вечканов, А.С.Конов, А.Ю.Лаптев, А.Ю.Макаренко, В.Н.Мяков, С.Д.Румянцев, С.Л.Семенов, Б.Б.Троицкий, И.В.Филимонов, А.Г.Щебуняев, УПолимерные покрытия волоконных световодовФ, Труды ИОФАН, т.15, стр.98-127 (1988).
13a. В.А.Богатырев, М.М.Бубнов, Н.Н.Вечканов, А.Н.Гурьянов, Е.М.Дианов, А.С.Конов, С.В.Лаврищев, А.Ю.Лаптев, УВысокопрочные волоконные световоды, изготовленные методом химического осаждения из газовой фазыФ, Квантовая электроника, т.9, стр.1506-1509 (1982).
14a. В.А.Богатырев, М.М.Бубнов, А.К.Михайлов, К.В.Пимкин, А.А.Сысолятин, "Центрирование оптического волокна в покрытии", Препринт №91, Институт общей физики АН СССР, Москва 1990, 18с.
15a. А.С.Конов, А.Ю.Лаптев, В.М.Воротынцев, В.И.Чечеткин, М.М.Бубнов, УВлияние субмикронных частиц в отражающей оболочке на потери в волоконных световодах типа кварц-полимерФ, 6-я Всесоюзн. конф. по методам получения и анализа высокочистых веществ, Горький, стр.102-1(1981).
16a. В.В.Кадыков, М.М.Бубнов, В.А.Богатырев, С.Д.Румянцев, УСпособ изготовления кварцевого волокнаФ, Авторское свидетельство №1385495 от 1.12.1987.
17a. В.А.Богатырев, М.М.Бубнов, Е.М.Дианов, А.С.Конов, А.Ю.Лаптев, УИсследование механической прочности волоконных световодов для систем оптической связиФ, Квантовая электроника, т.8, стр.844-852 (1981).
18a. В.А.Богатырев, М.М.Бубнов, УМетоды измерения прочности световодовФ, Всесоюзн. конф. по технологии волоконных световодов, Горький, стр.58-(1982).
19a. В.А.Богатырев, М.М.Бубнов, С.Л.Семенов, С.Д.Румянцев, УМеханическая прочность и надежность волоконных световодов для систем оптической связиФ, Proc. 15-th Int. Congress on Glass, Leningrad, v.2b, pр.295-298 (1989).
20a. В.А.Богатырев, М.М.Бубнов, Н.Н.Вечканов, А.Н.Гурьянов, С.Л.Семенов, УПрочность стеклянных волоконных световодов большой длиныФ, Труды ИОФАН, т.5, стр.60-72 (1987).
21a. М.М,Бубнов, А.В.Гречко, А.С.Конов, А.Ю.Лаптев, В.И.Старкин, И.В.Филимонов, УИсследование зависимости прочности световодов от чистоты их оболочек на основе полиорганосилоксановФ, Высокочистые вещества, т.1, стр.213-215 (1988).
22a. В.А.Богатырев, М.М.Бубнов, С.Д.Румянцев, С,Л.Семенов, УМеханическая надежность волоконных световодовФ, Труды ИОФАН, т.23, стр.66-93 (1990).
23a. В.А.Богатырев, М.М.Бубнов, Н.Н.Вечканов, А.Н.Гурьянов, Е.М.Дианов, С.Л.Семенов, УВлияние воды на прочность волоконных световодовФ, Квантовая электроника, т.11, стр.1467-1469 (1984).
24a. V.A.Bogatyrjov, V.V.Bubnov, A.N.Guryanov, N.N.Vechkanov, G.G.Devyatych, E.M.Dianov, S.L.Semjonov, УInfluence of pH solutions on strength and dynamic fatique of silicone-resin-coated optical fibersФ, Electron.Lett., v.22, pp.1013-10(1986).
25a. A.A.Abramov, V.A.Bogatyrjov, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, УSimple method for detecting water penetration into optical fiber cablesФ Electron. Lett. v.23 pp.957959 (1987).
26a. M.M.Bubnov, A.A.Abramov, V.A.Bogatyrjov, E.M.Dianov, УSilicone-clad fiber sensor for detecting of water penetration into optical cablesФ, Proc. SPIE v.838 pp.
344-346 (1987).
27a. М.М.Бубнов, А.Н.Гурьянов, Г.Г.Девятых, Е.М.Дианов, А.А.Жданов, А.Б.Зачернюк, А.С.Конов, В.М.Котов, А.Ю.Лаптев, А.М.Прохоров, Т.А.Пряхина, С.Я.Русанов, В.А.Темниковский, "Волоконные световоды с большим диаметром сердцевины и малыми оптическими потерями", Квантовая электроника т.6, стр. 1084-1085 (1979).
28a. М.М.Бубнов, Е.М.Дианов, А.С.Конов, А.Ю.Лаптев, С.Р.Нанушьян, А.М.Прохоров, С.Я.Русанов, В.В.Северный, Е.И.Симановская, "Световоды для внутриобъектовых линий связи" в сб."Получение веществ для волоконной оптики", Горький, ГГУ, стр. 26-29 (1980).
29a. А.С.Конов, А.Ю.Лаптев, В.М.Воротынцев, В.И.Чечеткин, М.М.Бубнов, "Влияние субмикронных частиц в отражающей оболочке на потери в волоконных световодах типа кварц-полимер" в сб. "Получение и анализ чистых веществ", Горький, ГГУ стр. 48-50 (1982).
30a. А.Г.Боганов, М.М.Бубнов, Е.М.Дианов, А.М.Прохоров, В.С.Руденко, С.Я.Русанов, М.М.Щульц, "Волоконный световод из безводного кварцевого стекла с отражающей оболочкой из силиконовой резины", Квантовая электроника т. 8, стр. 176-178 (1981).
31a. М.М.Бубнов, "Волоконные световоды типа кварцевое стекло-полимер", в сб.
тр. Республиканской школы по волоконной оптике, Ташкент, ФАН, стр. 3446, (1986).
32a. А.Ц. Андреев, Г.Ю.Боркина, М.М.Бубнов, Е.М.Дианов, Н.И.Карпычев, А.С.Конов, А.Ю.Лаптев, С.М.Мазавин, Т.А.Пряхина, С.Я.Русанов, Н.И.Соколов, А.С.Юшин "Морозостойкие волоконные световоды с сердцевиной на основе кварцевого стекла и оболочкой из силиконовой резины", Квантовая электроника т.7, стр. 2207-2210 (1980).
33a. Б.Б.Троицкий, Л.В.Хохлова, С.В.Припадчев, В.Н.Мяков, А.Н.Гурьянов, Н.Н.Вечканов, М.М,Бубнов Способ получения полиорганосилоксанов, содержащих винильные группы, Авторское свидетельство №1034385 от 8.04.1983г.
34a. А.Ц.Андреев, Г.Ю.Боркина, М.М.Бубнов, В.В.Войцеховский, Е.М.Дианов, В.М.Котов, Т.А.Пряхина, "Влияние -облучения на температурную зависимость оптических потерь волоконных световодов типа "кварцевое стекло-полимер", Квантовая электроника, т.8, стр.1816-1817 (1981).
35a. Г.Г.Девятых, Б.Б.Троицкий, В.Н.Мяков, С.В.Припадчев, Н.Н.Вечканов, Л.В.Хохлова, Е.М.Дианов, А.Н.Гурьянов, М.М.Бубнов, "Композиция для формирования оболочки оптического волокна", Авторское свидетельство№ 1115514 от 22.05.1984.
36a. В.А.Богатырев, Г.Ю.Боркина, М.М.Бубнов, А.Н.Гурьянов, А.А.Жданов, В.Н.Мяков, С.Д.Румянцев, Н.А.Чернявская, "Композиция для формирования оболочки световода с сердцевиной из кварца", Авторское свидетельство № 1517336 от 22.06.1989 г.
37a. M.A.Melkoumov, I.A.Bufetov, M.M.Bubnov, K.S.Kravtsov, S.L.Semjonov, A.V.Shubin, E.M.Dianov, "Ytterbium lasers based on P2O5-and Al2O3-doped fibersФ, Proc. 30th Europ. Conf. Optical Commun., Stocholm, Sweden, v.4 pp.792793 (2004).
38a. И.А.Буфетов, М.М.Бубнов, М.А.Мелькумов, В.В.Дудин, А.В.Шубин, С.Л.Семенов, К.С.Кравцов, А.Н.Гурьянов, М.В.Яшков, Е.М.Дианов, "Волоконные Yb-, Er-Yb- и Nd- лазеры на световодах с многоэлементной первой оболочкой", Квантовая электроника, т.35, стр.328-335 (2005).
39a. М.А.Мелькумов, И.А.Буфетов, М.М.Бубнов, А.В.Шубин, С.Л.Семенов, Е.М.Дианов Распределение излучения накачки в лазерных волоконных световодах с многоэлементной первой оболочкой, Квантовая электроника, т.35, стр.996-1002 (2005).
40a. A.A.Abramov, M.M.Bubnov, УExcess optical losses of fibers at low temperaturesФ, Proc. 5-th Intern. School of coherent optics, Jena, GDR, v.2, pp.1215 (1984).
41a. А.А.Абрамов, Г.Ю.Боркина, М.М.Бубнов, Н.Н.Вечканов, А.Н.Гурьянов, Е.М.Дианов, В.М.Котов, В.Н.Мяков, УВлияние первичных полимерных покрытий на оптические потери световодов при низких температурахФ, Квантовая электроника, т.12, стр.839-841 (1985).
42a. А.А.Абрамов, М.М.Бубнов, Н.Н.Вечканов, А.Н.Гурьянов, А.С.Конов, В.Н.Мяков, Б.Б.Троицкий, А.Г.Щебуняев, УТемпературостойкие волоконнооптические модулиФ, Труды ИОФАН, т.5, стр.72-82 (1987).
43a. А.А.Абрамов, М.М.Бубнов, А.Л.Томашук, УТемпературная зависимость групповой задержки в волоконных световодахФ, Радиотехника №10, стр.7276 (1988).
44a. А.А.Абрамов, Г.Ю.Боркина, М.М.Бубнов, Н.Н.Вечканов, А.Н.Гурьянов, Е.М.Дианов, А.С.Конов, Т.В.Кудим, В.Н.Мяков, В.С.Наумов, А.Г.Щебуняев, УМорозостойкие волоконно-оптические модулиФ, Квантовая электроника, т.12, стр.1951-1954 (1985).
45a. A.A.Abramov, G.Yu.Borkina, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, A.N.Guryanov, V.N.Mjakov, УFrost-resistant coated optical fibresФ, Electron. Lett., v.21, pp.805807 (1985).
46a. А.А.Абрамов, М.М.Бубнов, А.С.Конов, А.Ю.Лаптев, Т.В.Махрова, В.Н.Мяков, В.А.Савельев, С.Н.Силкина, И.В.Филимонов, УЗависимость дополнительных оптических потерь световодов на основе высокочистого кварцевого стекла от толщины их защитно-упрочняющих полимерных оболочекФ, Тез. 8-й Всесоюн. конф. по методам получения и анализа высокочистых веществ, Горький, т.2, стр.250-251 (1988).
47a. А.А.Абрамов, М.М.Бубнов, Н.Н.Вечканов, А.В.Власов, А.Н.Гурьянов, Е.М.Дианов, В.П.Иноземцев, В.Н.Мяков, А.Г.Щебуняев, УВолоконнооптический кабель с малыми дополнительными низкотемпературными потерямиФ, Тез. докл. 7ой Всесоюзн. научн.-техн. конф. УСостояние и перспективы развития кабелей связи в 12-ой пятилеткеФ, Бердянск, стр.(1986).
48a. А.А.Абрамов, М.М.Бубнов, Н.Н.Вечканов, А.В.Власов, А.Н.Гурьянов, Е.М.Дианов, В.П.Иноземцев, Д.П.Иовов, А.Ю.Макаренко, В.Н.Мяков, Т.М.Старостина, Б.Б.Троицкий, А.Г.Щебуняев, УМорозостойкий волоконнооптический кабельФ, Квантовая электроника, т.15, стр.232-235 (1988).
49a. A.A.Abramov, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, N.N.Vechkanov, A.N.Guryanov, V.F.Khopin УFluorine effects on drawing-induced fibre lossesФ, Soviet Lightwave Commun. v.3, pp.59-64 (1993).
50a. A.A.Abramov, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, S.L.Semjonov, A.G.Shchebunjaev, L.A.Kolchenko, A.N.Gurjanov, V.F. Khopin УLoss reduction by additional fluorine doping in silica-germanium single-mode fibresФ, Sov.
Lightwave`Commun. v.3, pp.231-234 (1993).
51a. A.A.Abramov, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, L.A.Kolchenko, S.L.Semjonov, A.G.Shchebunjaev, A.N.Gurjanov, V.F.Khopin УInfluence of fluorine doping on drawing-induced fibre lossesФ, Electron. Lett. v.29, pp.1977-1978 (1993).
52a. A.A.Abramov, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, S.L.Semjonov, A.G.Shchebunjaev, A.N.Gurjanov, V.F.Khopin УFluorineТs effect on fiber optical losses induced by drawingФ Proc. Opt. Fiber Commun. Conf. (San Jose, USA) pp.1-2, (1994).
53a. M.M.Bubnov, E.M.Dianov, O.N.Egorova, S.L.Semjonov, A.N.Guryanov, V.F.Khopin, E.M.DeLiso УFabrication and investigation of single-mode highly phosphorus-doped fibers for Raman lasersФ, Proc.SPIE, v.4083, pp.12-22 (2000).
54a. M.M.Bubnov, E.M.DeLiso, E.M.Dianov, A.N.Guryanov, V.F.Khopin, D.V.Kuksenkov, M.T.Murtagh, J.Wang УLow-loss highly phosphorus-doped fibers for Raman amplificationФ, US patent №2002/0186942 A1 Dec.12.2002.
55a. A.A.Abramov, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, K.M.Golant, R.R.Khrapko, S.L.Semjonov, A.G.Shchebunjaev, A.N.Gurjanov, V.F.Khopin, УLow-loss, highaperture germanium-fluorine-codoped single-mode fibersФ, Proc.Opt. Fiber Commun. Conf. (San Diego, USA), pp.173-174 (1995).
56a. A.A.Abramov, M.M.Bubnov, E.M.Dianov, S.L.Semjonov, A.G.Shchebunjaev, A.N.Guryanov, V.F.Khopin, УThe effect of fluorine co-doping on scattering and absorption properties of highly germanium-doped silica glassФ, Proc. XVII International Congress on Glass, v.7, pp.70-75 (1995).
57a. M.M.Bubnov, E.M.Dianov, O.N.Egorova, S.L.Semjonov, A.N.Guryanov, L.A.Ketkova, V.F.Khopin УInfluence of fluorine codoping on optical losses in Ge- and P- doped fibersФ, Proc. SPIE v. 4216 pp. 164-173 (2001).
58a. M.M.Bubnov, E.M.Dianov, A.M.Prokhorov, S.L.Semjonov, A.G.Shchebunyaev, C.R.Kurkjian УHigh-strength carbon-coated optical fibreФ Sov. Lightwave Commun. v.2 pp.245-250 (1992).
59a. М.Е.Лихачев, М.М.Бубнов, С.Л.Семенов, В.В.Швецов, В.Ф.Хопин, А.Н.Гурьянов, Е.М.Дианов, УМеханизмы оптических потерь в световодах с высокой концентрацией оксида германияФ, Квантовая электроника, т.33, стр.633-638 (2003).
60a. М.Е.Лихачев, С.Л.Семенов, В.Ф.Хопин, М.Ю.Салганский, Г.В.Зеньковский, М.М.Бубнов, УКоэффициенты рэлеевского рассеяния в высоколегированных одномодовых германо- и фосфоро- силикатных световодахФ, Электронный журнал "Исследовано в России", 8, стр. 67-77 (2005).
61a. 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, УOptical loss reduction in highly GeO2-doped single-mode MCVD fibers by refining refractive index profileФ, Proc.ECOC-IOOC, Italy, v.2, pp.212213 (2003).
62a. 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, УOn the origin of excess loss in highly GeO2-doped single-mode MCVD fibersФ, IEEE Photon. Tech. Lett., v.16, pp.1870-1872 (2004).
63a. АН.Гурьянов, М.Ю.Салганский, В.Ф.Хопин, М.М.Бубнов, М.Е.Лихачев, "Разработка и исследование одномодовых волоконных световодов с высоким содержанием GeO2 и малыми оптическими потерями", Неорган.Материалы т.44 стр.331-338 (2008).
64a. М.Е.Лихачев, М.М.Бубнов, С.Л.Семенов, В.Ф.Хопин, М.Ю.Салганский, А.Н.Гурьянов, Е.М.Дианов, УОптические потери в одномодовых и многомодовых световодах с высокой концентрацией GeO2 и P2O5Ф, Квантовая электроника, т.34, cтр.241-246 (2004).
65a. М.Е.Лихачев, М.М.Бубнов, С.Л.Семенов, В.Ф.Хопин, М.Ю.Салганский, А.Н.Гурьянов, Е.М.Дианов, УИсследование индикатрисы рассеяния излучения в световодах с высокой концентрацией оксида германияФ, Квантовая электроника, т.36, стр.464-469 (2006).
66a. Е.М.Дианов, Д.Г.Фурса, А.А.Абрамов, М.И.Беловолов, М.М.Бубнов, А.В.Шипулин, А.М.Прохоров, Г.Г.Девятых, А.Н.Гурьянов, В.Ф.Хопин, "Волоконно-оптический ВКР-усилитель сигналов на длине волны 1.3мкм", Квантовая электроника, т.21, стр.807-809 (1994).
67a. E.M.Dianov, D.G.Fursa, A.A.Abramov, M.I.Belovolov, M.M.Bubnov, A.V.Shipulin, A.M.Prokhorov, G.G.Devjatykh, A.N.Gurjanov, V.F. Khopin, УLow-loss high germania-doped fiber: a promising gain medium for 1.3 m Raman amplifierФ Proc. 20th Europ. Conf. Opt. Commun. (Firenze, Italy) v.1, pp.427-430 (1994).
68a. E.M.Dianov, A.A.Abramov, M.M.Bubnov, A.M.Prokhorov, A.V.Shipulin, G.G.Devjatykh, A.N.Guryanov, V.F. Khopin У30 dB gain Raman amplifier at 1.m in low-loss high GeO2-doped silica fibresФ, Electron. Lett. v.31, pp.1057-10(1995).
69a. Е.М.Дианов, А.А.Абрамов, М.М.Бубнов, А.М.Прохоров, А.В.Шипулин, А.Н.Гурьянов, Г.Г.Девятых, В.Ф.Хопин ВКР-усилитель сигналов в районе длин волн 1.3 мкм с усилением 30 дБ на основе высокоапертурных световодов с низкими потерями Квантовая электроника т.22, стр. 643-6(1995).
70a. E.M.Dianov, A.A.Abramov, M.M.Bubnov, A.V.Shipulin, A.M.Prokhorov, S.L.Semjonov, A.G.Shchebunjaev, G.G.Devyatykh, A.N.Guryanov, V.F. Khopin УDemonstration of 1.3 m Raman fiber amplifier gain of 25 dB at a pumping power of 300 mWФ Opt. Fiber Technol. v.1, pp.236-238 (1995).
71a. E.M.Dianov, A.A.Abramov, M.M.Bubnov, A.V.Shipulin, A.M.Prokhorov, S.L.Semjonov, A.G.Shchebunjaev, G.G.Devyatykh, A.N.Guryanov, V.F. Khopin У30 dB gain Raman amplifier at 1.3 m in low-loss high GeO2-doped silica fibersФ Proc. 21st Europ. Conf. Opt. Commun. (Brussels, Belgium) pp. 921-924 (1995).
72a. E.M.Dianov, A.A.Abramov, M.M.Bubnov, A.V.Shipulin, S.L.Semjonov, A.G.Shchebunjaev, A.N.Guryanov, V.F. Khopin УRaman amplifier for 1.3 m on the base of low-loss high germanium-doped silica fibersФ, Tech. Dig. Opt.
Amplifiers and Their Applications (Davos, Switzerland)v.18, p.189-192 (1995).
73a. E.M.Dianov, M.V.Grekov, I.A.Bufetov, S.A.Vasiliev, O.I.Medvedkov, V.G.Plotnichenko, V.V.Koltashev, A.V.Belov, M.M.Bubnov, S.L.Semjonov, A.M.Prokhorov, УCW high power 1.24 m and 1.48 m Raman lasers based on low loss phosphosilicate fibreФ, Electron. Lett., v.23, pp.1542-1544 (1997).
74a. Е.М.Дианов, И.А.Буфетов, М.М.Бубнов, М.В.Греков, А.В.Шубин, С.А.Васильев, О.И.Медведков, С.Л.Семенов, О.Н.Егорова, А.Н.Гурьянов, В.Ф.Хопин, М.В.Яшков, Д.Варелас, А.Иокко, Д.Костантини, Н.Г.Лимбергер, Р.П.Салате, "Непрерывный высокоэффективный ВКР-лазер (=1.24мкм) на фосфоросиликатном световоде", Квантовая электроника, т.29, стр.97-1(1999).
75a. I.A.Bufetov, E.M.Dianov, M.M.Bubnov, M.V.Grekov, S,A.Vasiliev, O.I.Medvedkov, A.V.Shubin, A.N.Guryanov, V.F. Khopin, M.V.Yashkov, УCW highly efficient 1.24m Raman laser based on low-loss phoshosilicate fiberФ, Proc.SPIE v.4083, pp.111-117 (2000).
76a. E.M.Dianov, I.A.Bufetov, M.M.Bubnov, A.V.Shubin S,A.Vasiliev, O.I.Medvedkov, S.L.Semjonov, M.V.Grekov, V.M.Paramonov, A.N.Guryanov, V.F. Khopin, D.Varelas, A.Iocco, D.Costantini, H.G.Limberger, R.P.Salathe, УCW highly efficient 1.24m Raman laser based on low-loss phosphosilicate fiberФ, Techn.Dig.Opt.Fiber Commun.Conf. (San Jose, Ca) PD-25 (1999).
77a. I.A.Bufetov, E.M.Dianov, M.M.Bubnov, M.V.Grekov, A.V.Shubin, S.A.Vasiliev, O.I.Medvedkov, S.L.Semjonov, A.N.Guryanov, V.F. Khopin, УInvestigation of CW highly efficient 1.24m Raman laser based on low-loss phosphosilicate fiberФ, Proc.25th Europ.Conf.Optical Commun. (Nice, France) paper MoB2.(1999).
78a. А.С.Курков, Е.М.Дианов, В.М.Парамонов, А.Н.Гурьянов, А.Ю.Лаптев, В.Ф.Хопин, А.А.Умников, Н.Н.Вечканов, О.И.Медведков, С.А.Васильев, М.М.Бубнов, О.Н.Егорова, С.Л.Семенов, Е.В.Першина, "Мощные волоконные ВКР-лазеры в диапазоне 1.22-1.34мкм", Квантовая электроника, т.30, стр.791-793 (2000).
79a. V.I.Karpov, E.M.Dianov, V.M.Paramonov, O.I.Medvedkov, M.M.Bubnov, S.L.Semjonov, S.A.Vasiliev, V.N.Protopopov, O.N.Egorova, УLaser-diodepumped phosphosilicate fiber Raman laser with an output power of 1W at 1.48mФ, Optics Lett., v.24, pp.887-889 (1999).
80a. O.N.Egorova, M.M.Bubnov, I.A.Bufetov, E.M.Dianov, A.N.Guryanov, V.F.
Khopin, S.L.Semjonov, A.V.Shubin, УPhosphosilicate-core single-mode fibers intended for use as active medium of Raman lasers and amplifiersФ Proc.SPIE v.4216, pp.32-39 (2001).
81a. I.A.Bufetov, M.M.Bubnov, Y.V.Larionov, M.A.Melkoumov, A.A.Rybaltovsky, S.L.Semjonov, E.M.Dianov У1480nm two-cascaded highly efficient Raman fiber laserФ, Proc. Conf. Laser Electro-Optics (CLEO) (Long Beach, Ca.) pp.480-4(2002).
82a. I.A.Bufetov, M.M.Bubnov, Y.V.Larionov, O.I.Medvedkov, S.A.Vasiliev, M.A.Melkoumov, A.A.Rybaltovsky, S.L.Semjonov, E.M.Dianov, A.N.Guryanov, V.F. Khopin, F.Durr, H.G.Limberger, R.P.Salathe, M.Zeller, УHighly efficient one and two-cascade Raman lasers based on phosphosilicate fibersФ, Laser Physics, v.13, pp.234-239 (2003).
83a. E.M.Dianov, I.A.Bufetov, M.M.Bubnov, M.V.Grekov, S.A.Vasiliev, O.I.Medvedkov, УNew generation of Raman fiber lasers, based on phosphosilicate fibersФ, Techn. Dig. Conf. Laser Electro-Optic-Europe (Nice, France) p.1(2000).
84a. E.M.Dianov, I.A.Bufetov, M.M.Bubnov, M.V.Grekov, S.A.Vasiliev, O.I.Medvedkov, УThree-cascaded 1407nm Raman laser based on phosphorusdoped silica fiberФ, Optics Lett, v.25, pp.402-404 (2000).
85a. E.M.Dianov, I.A.Bufetov, M.M.Bubnov, M.V.Grekov, S.A.Vasiliev, O.I.Medvedkov, A.V.Shubin, A.N.Guryanov, V.F. Khopin, M.V.Yashkov, E.M.DeLiso, D.L.Butler У1.3m Raman fiber amplifierФ, Proc. SPIE, v.4083, pp.101-110 (2000).
86a. M.M.Bubnov УHighly doped silica-based fibers for nonlinear applicationФ, Proc.
30th Europ. Conf. Opt. Commun. (Stocholm, Sweden), v.2, pp.228-231 (2004).
Invited paper.
87a. V.A.Semenov, A.V.Belov, E.M.Dianov, A.A.Abramov, M.M.Bubnov, S.L.Semjonov, A.G.Shchebunjaev, V.F. Khopin, A.N.Guryanov, N.N.Vechkanov УBroadband dispersion-compensating fiber for high-bit-rate transmission network useФ, Appl. Optics v.34, pp.5331-5337 (1995).
88a. M.A.Solodyankin, A.N.Guryanov, N.A.Kazantseva, V.F. Khopin, M.M.Bubnov, M.E.Likhachev, E.M.Dianov У Continuous-wave broadband fiber optical parametric amplifier based on 150m of HNLF pumped with fiber laserФ, Laser Phys. Lett., v.2, pp.190-193 (2005).
89a. K.Kravtsov, P.R.Prucnal, M.M.Bubnov УSimple nonlinear interferometer-based all-optical thresholder and its applications for optical CDMAФ, Opt. Express, v.15, pp13114-13122 (2007).