Показать меню
01 фев 15:16Политика

Стеклокристаллические оптические волноводы сохраняют свойства при высоких температурах

Стеклокристаллические оптические волноводы сохраняют свойства при высоких температурах

Ученые из Российского химико-технологического института имени Д. И. Менделеева разработали оптические волноводы, которые остаются стабильными при температуре до 600 °С, для передачи данных. Для этого они использовали ситаллы — материалы, известные тем, что не изменяют своих размеров при нагревании. О полученных результатах сообщила служба научных коммуникаций РХТУ.

Термин «ситаллы», или «стеклокристаллические материалы», предложил в начале XX века создатель этого типа материалов — известный физикохимик Исаак Китайгородский. Если обычное стекло представляет собой аморфное вещество, то в ситалле среди аморфной массы равномерно распределены небольшие кристаллы размером до 2000 нанометров. Кристаллическая часть может составлять от 20 до 95 % объема ситалла и, в зависимости от состава стекла и метода кристаллизации, изменять свойства материала.

«Самый наукоемкий класс ситаллов, будущее которого впереди, — это оптические ситаллы и особенно ситаллы со сверхнизким коэффициентом линейного расширения», — говорит заведующий кафедрой стекла и ситаллов РХТУ Владимир Сигаев. В оптических ситаллах тепловое расширение стеклообразной матрицы компенсируется сжатием кристаллической фазы, так как она представлена подходящими кристаллами с отрицательными значениями коэффициента теплового расширения. В результате материал при нагревании не расширяется, а сохраняет свои изначальные размеры. Благодаря этому свойству ситаллы используют для создания зеркал телескопов.

Авторы использовали такие ситаллы для создания волноводов — одного из ключевых элементов оптических чипов, аналогов электронных микросхем, где информация передается не посредством электрического тока, а с помощью света. Если создать волновод в оптическом ситалле, то передаваемая по нему информация, будет защищена даже при внезапном повышении или понижении температуры.

Для решения этой задачи исследователи применили метод прямой лазерной записи. Они фокусировали пучок фемтосекундного лазерного излучения в ситалл и записывали линии (треки), которые получались при перемещении ситалла перпендикулярно лазерному пучку. В зависимости от типа материала, в этой линии увеличивается или уменьшается показатель преломления по сравнению с немодифицированной областью. В первом случае записанная линия сама становится волноводом, по сердцевине которого бежит свет, а во втором случае нужно процарапать несколько треков, и волноводом будет пространство между ними, а записанные линии станут оболочкой волновода, не выпускающей из него свет. Испытания при повышенной температуре показали, что даже при 600 °С волновод остается стабильным, что доказывает возможность безопасной передачи данных в ситаллах в случае резких перепадов температуры.

«Для прецизионной компенсации теплового расширения аморфной фазы за счет отрицательного коэффициента сжатия кристаллической фазы и одновременно сохранения прозрачности на уровне обычного листового стекла в ситаллах нужно очень точно соблюдать фазовый состав. Поэтому технология изготовления подобного материала значительно более сложная, чем технология стекла, — отмечает Владимир Сигаев. — В дальнейшем мы планируем продолжать исследования прямой лазерной записи в стеклах и ситаллах для создания аморфных и кристаллических волноводов, которые смогут не только проводить свет, но и изменять его свойства за счет нелинейно-оптических эффектов, например, генерации второй гармоники для изменения длины волны проходящего света».

Результаты работы опубликованы в журнале Optics & Laser Technology.

По материалам: polit
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Введите два слова, показанных на изображении: *
Лента новостей
Эксперты Viatti напомнили, что важно проверить перед установкой зимних шин18:54В Колонном зале Дома союзов прошел памятный вечер в честь 90-летнего юбилея мэра Москвы Юрия Михайловича Лужкова14:22РГСУ развивает отношения с Северо-Западным университетом при содействии посольства КНР в Российской Федерации в РФ01:30В Сергиево-Посадском округе пройдет фестиваль исторической реконструкции «Заветы Сергия Радонежского»00:36Эксперты объяснили, как часто нужно измерять давление в шинах в зимний период13:44Прочность компонентов будущей шины оценивают до начала производства00:55В честь 90-летия Юрия Михайловича Лужкова агросектор Подмосковья установил мемориальную доску19:02В Кимрах стартовала масштабная акция, инициированная донорским мероприятием01:35За что в США судят адвокатов по асбестовым делам?21:00В «Крылатской 33» завершилось строительство монолитного клубного квартала из четырех секций11:46Компания fischer Россия: разработан новый дюбель SL для сквозного монтажа19:28В рамках программы «Большие гастроли» зрители Челябинска увидят пять выдающихся постановок Московского «Театра на Трубной»14:11Исследование: турист в Свердловской области едет за природой, культурой и путешествует всей семьей19:53Целесообразно ли развитие у детей навыков, не предусмотренных стандартной школьной программой00:27В Петрозаводске открылась выставка, на которой представлены работы участников пленэра молодых художников из разных регионов России21:20В год 90-летия Юрия Лужкова в Москве продолжается традиция праздничных субботников08:08В Татарстане отметили профессиональные достижения работников шинной отрасли18:27Суперзвезда Сергей Зверев принял участие в пресс-конференции на открытии «Дубровка Лофт»16:37
Популярные новости
Выбор редакции