カルコゲニドガラス中空コア微細構造光ファイバー
引用
Shiryaev VS (2015) カルコゲニドガラス中空コア微細構造光ファイバー。Front. Mater. 2:24. doi: 10.3389/fmats.2015.00024
キーワード
- カルコゲナイドガラス
- 中空コア微細構造光ファイバー（HC-MOF）
- 中赤外線（IR）
- 光損失
- 負の曲率
- フォトニック結晶ファイバー（PCF）
- 製造
- 伝染 ; 感染
簡単な
この記事では、 中赤外線用途向けのカルコゲニドガラス中空コア微細構造光ファイバーの最近の開発、製造技術、および課題について説明します。
まとめ
この記事では、中赤外線用途向けのカルコゲニドガラス中空コア微細構造光ファイバー (HC-MOF) の最近の開発の概要を説明します。
情報源では、HC-MOF の利点として以下が強調されています。
- 理論上の損失が低い:情報筋によると、光は空気中を伝わり、ガラスに比べて物質の吸収とレイリー散乱が最小限に抑えられるため、HC-MOF は伝送損失が非常に低くなる可能性があるとのことです。
- 広い伝送範囲: HC-MOF は、従来のステップインデックス ファイバーと比較して、より広い波長範囲にわたって光を伝送できます。
- 強力な光ガス相互作用:中空コア内にガスが存在すると、光とガス間の強力な相互作用が可能になり、ラマン増幅などの用途に役立ちます。
情報筋は、カルコゲニドガラスは、そのユニークな特性により、中赤外線 HC-MOF に特に適していると強調しています。これには次のものが含まれます。
- 広い透過率範囲:カルコゲニドガラスは 1～12 µm の範囲の光を透過できます。
- 低い固有損失:中赤外線領域での損失が自然に低くなります。
- 高屈折率:カルコゲニドガラスは屈折率が高く (2.4～3.0)、コンパクトな非線形デバイスに適しています。
- 高い非線形屈折率:非線形屈折率 (n2) はシリカガラスよりも大幅に高いため、ファイバーベースのフォトニックデバイスに最適です。
しかし、情報筋は、カルコゲニド HC-MOF の製造には次のようないくつかの技術的な課題があることを認めています。
- 設計と形状の最適化:研究者は、これらの繊維の理想的な構造パラメータを決定することに積極的に取り組んでいます。
- ガラスの純度の向上:カルコゲニドガラスの高い化学的純度と相純度を達成することは、損失を最小限に抑えるために重要です。
- 線引き技術の向上:繊細なフォトニック結晶構造の変形を防ぐためには、ファイバー線引き技術の改良が不可欠です。
情報源によると、カルコゲニド HC-MOF プリフォームを作成する主な方法として「スタック アンド ドロー」技術が挙げられており、この技術では基板チューブ内に毛細管を組み立てます。情報源ではまた、プリフォーム製造中のカルコゲニド ガラスとシリカ ガラスの接着に関する課題についても言及しています。カルコゲニド ガラスのガラス転移温度付近で接着が最も強くなり、冷却中にプリフォームにひび割れが生じる可能性があると指摘しています。
こうした課題にもかかわらず、研究者らは、CO2レーザー光を含む中赤外線を伝送できるカルコゲニドHC-MOFの製造に成功しました。ただし、これらのファイバーの光損失は、現時点では理論上の予測よりも高くなっています。損失を理論上の限界に近づけるには、ファイバーの設計、線引き条件、ガラスの純度を最適化するためのさらなる研究が必要です。また、情報筋は、大気中の水分にさらされることによって引き起こされるカルコゲニドHC-MOFの光老化に対処することの重要性も強調しています。この老化プロセスにより、ファイバーの空気孔内にヒドロキシル基と水分子が形成されるため、光損失が増加します。これを軽減するために、研究者らはポリマーコーティングの使用など、ファイバーを湿気から保護する方法を模索しています。
出典: https://www.semanticscholar.org/paper/Chalcogenide-Glass-Hollow-Core-Microstructured-Shiryaev/b3b3c4bffdbeca46fba87269bbecfd339f228d51