Существующие модели формирования вбр под действием оптического излучения и вбр типа II

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 26Следующая ⇒

Различная динамика роста решеток, а также существенно различающаяся термостойкость разных типов решеток свидетельствуют о наличии нескольких механизмов, участвующих в изменении индекса ПП под действием оптического излучения [14]. Данные по механизмам образования решеток, приведенные в литературе, часто противоречивы, немногочисленны и иногда относятся к разным типам волокон и используемых лазеров [15].

Помимо рассмотренной выше электрострикционной модели формирования ВБР под действием оптического излучения выделяют модель центров окраски, модель уплотнения и модель сжатия/растяжения [1].

Данные модели могут вносить тот или иной вклад в образование ВБР типа I в германо-силикатных световодах, однако они не могут объяснить образование ВБР типа II.

Решетки типа II, образованные термоупругими напряжениями, записываются при плотности энергии лазерного импульса близкой к порогу разрушения кварцевого стекла ~ 1 Дж/см² [3].

Образование решеток типа II можно объяснить механизмом лазерного повреждения поверхности прозрачных тел [16]. Повреждение прозрачных твердых тел может быть вызвано различными механизмами поглощения энергии лазерного излучения. Среди них отметим механизмы, обусловленные поглощающими включениями в виде ГКДЦ: термоупругий и теплового взрыва и собственный механизм (ударная или многофотонная ионизация) [16].

При этом процесс формирования трещины при лазерном повреждении не зависит от механизма поглощения энергии излучения, а зависит, в первую очередь, от длительности лазерного импульса [17]. Диапазон длительности

лазерных импульсов, в котором реализуется тот или иной характер разрушения, определяется теплофизическими параметрами материалов твердого тела и включений. Для германо-силикатного стекла в области импульсов миллисекундной длительности должен наблюдаться проплав, в области импульсов сверхмалой длительности (фемтосекундный диапазон ) – абляция, а в области наносекунд - десятков пикосекунд повреждение идет по механизму образования трещины вследствие локальных термоупругих напряжений [17].

В статье [15] теория образования ВБР термоупругими напряжениями была развита. Авторы предложили механизм формирования решетки ПП в результате зарождения и роста микропор под действием оптического излучения в областях волокна, где локализованы механические напряжения. Авторы показали, что для обычного волокна такими областями являются центральная часть сердцевины и граница раздела между сердцевиной и оболочкой волокна. Для волокон с дополнительными внутренними оболочками (например, двулучепреломляющее ОВ с эллиптической напрягающей оболочкой) такими областями локализации механических напряжений могут служить любые границы раздела двух сред. В результате роста микропор и локализации их на границе раздела двух сред возникают трещины.

Трещины образованные лазерным повреждением на границе раздела двух сред оптического волокна создают вдоль оси распространения света периодические локальные напряжения световедущей части, которые, в свою очередь, создают модуляцию ПП. При этом модуляция ПП для брэгговской решетки типа II достигает ~6*10^-3 [18].

В работе [13] автором предполагается другая модель формирования ВБР типа II, основанная на электрострикционной модели. Что при записи ВБР типа I, что при записи ВБР типа II возникает решетка зарядов, с той лишь разницей, что при большей энергии импульса происходит электрический пробой, приводящий к изменению структуры стекла.

Познавательные статьи:



Как правильно слушать собеседника

Типичные ошибки при выполнении бросков в баскетболе

Принятие христианства на Руси и его значение

Средства массовой информации США