900 до 2000 нм. Аналіз спектрів виразно вказує на складну структуру спектра ІК люмінесценції. Склад та інтенсивність компонент спектра люмінесценції залежать від багатьох параметрів: склад скла, технологія виготовлення, концентрація вісмуту, довжина хвилі збудження. У ряді робіт помімоІК люмінесценції спостерігалася «червона» люмінесценція в області 650 - 750 нм при збудженні 500 - 532 нм. Час життя люмінесценції склало 3.62-14.6 мкс. Властивості даної люмінесценції залежать від складу скла і довжини хвилі збудження, що говорить про багатокомпонентної структурі даної люмінесценції. Крім «червоної» і ІК люмінесценції в оксидних стеклах спостерігається «синьо-зелена» люмінесценція зі спектральним положенням 408-440 нм і шириною до 160 нм. Спектр збудження «синьо-зеленої» люмінесценції складається з двох смуг на 313 і 381 нм, що відповідає двом переходам іона BI 3+ в кристалах. До справжнього моменту висунуто велику кількість різних моделей вісмутових центрів, але жодна з них не підтверджена повністю і не описує всі спектральні властивості стекол, легованих вісмутом. Іони Bi +, Bi 5+, нейтральні і негативно заряджені димери Bi2, Bi 2-, молекула BiO, комплекси виду {[AlO4/2] -, Bi +} і точкові дефекти сітки скла були запропоновані в якості можливих джерел ІК люмінесценції. У свою чергу, як джерело «червоної» люмінесценції розглядається іони Bi 5+ і Bi 2+, причому в першому випадку ІК і «червона» люмінесценції належать одному іону, а ось другому - різним. На підставі аналізу численних публікацій можна зробити висновок про те, що дослідження стекол, активованих вісмутом, має велике наукове і прикладне значення для освоєння спектрального діапазону 1150-1500 нм.
Результати систематичних досліджень абсорбційних та люмінесцентних властивостей алюмосилікатних світловодів, легованих вісмутом дають неоднозначний характер Методами рентгенівського мікроаналізу, рентгеноелектронной спектроскопії, спектральними методами проведена оцінка концентрації АВЦ, яка складає ~ 0.001 ат.% або ~ 6? 1017 см- 3 в световодах з кращими оптичними параметрами. Спектри поглинання характеризується набором широких смуг зі спектральним положенням в області 500, 700, 800, 1000 і 1400 нм, які обумовлені абсорбційними переходами АВЦ У ряді робіт був проведений аналізоптіческіх втрат для алюмосилікатних світловодів, легованих вісмутом, з метою отримання світловода, що володіє максимальною концентрацією АВЦ і мінімальними пасивними втратами. Максимальна інтенсивність смуг поглинання активних вісмутових центрів по відношенню до рівня пасивних втрат досягається в алюмосилікатних световодах з серцевиною, що не містить германій і фосфор, легованої оксидом алюмінію в концентрації 2.5-4.5 мол.% І концентрацією активних вісмутових центрів, яка відповідає рівню близько 5 дБ/ м в максимумі смуги поглинання на 1000 нм.
Малюнок 3 - Спектри оптичних втрат для алюмосилікатних світловодів, легованих вісмутом, залежно від концентрації вісмуту
Використання методу просочення солями вісмуту пористого шару скла, щільність якого характеризується температурами спікання 1510-1530 о С, дозволяє підвищити стабільність і відтворюваність оптичних властивостей світловодів. Варіація параметрів витяжки і діаметра серцевини світловодів істотно не змінює оптичні властивості даних світловодів. легованих вісмутом, залежно від концентрації вісмуту. Дослідження спектрів поглинання в УФ області і порівняння профілів концентрації вісмуту, поглинання на довжині хвилі 240 нм і інтенсивності люмінесценції на довжинах хвилі 740 і 1080 нм показало, що в серцевині світловода присутні як АВЦ, так і іони Bi 3+, які характеризуються трьома смугами поглинання в УФ області (~ 240, 280 і 315 нм). Їх розподіл по перетину серцевини заготовки і световодаодінаково і пропорційно профілем повної концентрації вісмуту. Виміри рівня залишкових втрат у світловоді при високій інтенсивності випромінювання на різних довжинах хвиль у смугах поглинання 500 і 1000 нм дало результат ~ 30% від рівня поглинання малого сигналу. Оцінка рівня пасивних втрат показала, що залишкові втрати не можуть бути повністю описані тільки пасивними втратами.
Залишковий поглинання, яке на порядок більше пасивного поглинання, збільшується з ростом концентрації АВЦ і може бути обумовлено поглинанням із збудженого стану і ап-конверсією, проте дане питання потребує більш детального і ґрунтовного дослідження. Методом інтегруючої сфери виміряно рівень розсіювання в световодах з малою концентрацією вісмуту в склі серцевини. Показано, що частка розсіювання не перевищує декількох відсотків від величини повних втрат у видимій частині спектру.
Тому пасивні втрати у видимій та ІЧ областях спектру обумовлені поглинанням OH-групами і, мабуть, домішками і центрами забарвлення.
У алюмосилікатних световодах, легованих вісмутом, рівень пасивних втрат знижений до 10-13 д...
