Радиационно наведенное поглощение света в многомодовых волоконных световодах с сердцевиной из кварцевого стекла и фторсиликатной оболочкой тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат физико-математических наук Забежайлов, Максим Олегович

• Забежайлов, Максим Олегович
• кандидат физико-математических наук
• 2005

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Забежайлов, Максим Олегович

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ, ЧАСТО УПОТРЕБЛЯЕМЫХ В НАСТОЯЩЕЙ РАБОТЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. РАДИАЦИОННО-ОПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДАХ ИЗ КВАРЦЕВОГО СТЕКЛА (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ).

1.1 Дефекты в кварцевом стекле.

1.2 Спектроскопические свойства дефектов в кварцевом стекле.

1.2.1 Дефекты, связанные с избытком кислорода.

1.2.2 Дефекты, связанные с дефицитом кислорода.

1.2.3 Примесные дефекты.

1.3 Механизмы генерации дефектов в кварцевом стекле.

1.3.1 Высокотемпературные собственные дефекты в кварцевом стекле.

1.3.2 Радиационные дефекты в кварцевом стекле.

1.3.3 Механизмы воздействия у-квантов на кварцевое стекло.

1.3.4 Радиационно наведенное поглощение света в кварцевом стекле и в световодах на его основе.

1.4 Снижение РНП в многомодовых световодах с большим диаметром сердцевины.

1.4.1 Влияние процесса изготовления заготовки на РНП в световодах.

1.4.2 Влияние процесса вытяжки на РНП в световодах.

1.5 Выводы из обзора литературы и цель работы.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1 Технология внешнего плазмохимического осаждения (POD).

2.2 Технология «штабик в трубке».

2.3 Опорные стержни и трубки из кварцевого стекла, использовавшиеся при изготовлении заготовок.

2.4 Вытяжка световодов.

2.5 Гамма-облучение.

2.6 Измерение спектров поглощения и комбинационного рассеяния в световодах и срезах заготовок.

2.7 Исследование радиального распределения РЦО в световодах.

ГЛАВА 3. РАДИАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РНП В ЗАГОТОВКАХ И СТЕРЖНЯХ ИЗ СТЕКОЛ КУ-1 И КС-4В.

3.1 Радиальное распределение РНП в стержнях и POD-заготовках из стекол КУ-1 и КС-4В.

3.2 Радиальное распределение РНП в стержне из стекла КУ-1, обработанном плазменной горелкой в POD-установке.

3.3 Радиальное распределение атомов фтора в срезах заготовок с сердцевинами из стекол КУ-1 и КС-4В.

3.4 Радиальное распределение РНП в заготовке с сердцевиной из стекла КУ-1, изготовленной по методу «штабик в трубке».

3.5 Выводы из главы.

ГЛАВА 4. МЕХАНИЗМЫ ОБРАЗОВАНИЯ ПРЕДШЕСТВЕННИКОВ РЦО В ПРОЦЕССЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВКИ.^.

4.1 Спектральный анализ РНП в POD-заготовке с сердцевиной из стекла КУ-1 в УФ-диапазоне

4.2 Влияние обработки в POD-установке на поглощение в ИК-диапазоне в стеклах КУ-1 и КС-4В.

4.3 Спектры комбинационного рассеяния.

4.4 Механизмы образования предшественников РЦО в процессе изготовления заготовки.

4.5 выводы из главы.

ГЛАВА 5. РНП В МНОГОМОДОВЫХ СВЕТОВОДАХ С СЕРДЦЕВИНОЙ ИЗ СТЕКОЛ КУ-1 И КС-4В И ФТОРСИЛИКАТНОЙ ОБОЛОЧКОЙ.

5.1 Зависимость РНП в световодах от условий POD-процесса и условий вытяжки.

5.2 РНП в световоде, изготовленном по технологии «штабик в трубке».

5.3 Влияние типа и толщины защитного покрытия на РНП в световодах.

5.4 Радиальное распределение РНП по сердцевине световодов.

5.5 Сравнение концентрации РЦО немостикового кислорода в заготовках и световодах.юз

5.6 выводы из главы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Радиационно наведенное поглощение света в многомодовых волоконных световодах с сердцевиной из кварцевого стекла и фторсиликатной оболочкой»

Для ряда перспективных применений волоконной оптики в атомной энергетике, активно прорабатываемых в настоящее время, (системы оптической диагностики плазмы в термоядерных реакторах [1], отвод сигнала от люминесцентных датчиков ядерного излучения, установленных внутри ядерных реакторов [2], датчики течи трубопроводов охлаждения ядерных реакторов [3], датчики химического состава и влажности атмосферы в местах хранения радиоактивных отходов [4] и др.) требуются многомодовые световоды с большим диаметром сердцевины и ступенчатым профилем показателя преломления. Рабочими спектральными диапазонами являются видимый и ближний ультрафиолетовый (УФ). Для таких применений необходимо иметь максимально большой световой сигнал на выходе световода, а требования на дисперсию (информационную емкость световода) отсутствуют. При этом большой световой сигнал необходимо получить в условиях воздействия на световод ядерного излучения (быстрые нейтроны, гамма-излучение и др.). Характерные дозы составляют >1 МГр.

Под действием ядерного излучения в сетке стекла световода возникают точечные дефекты (центры окраски, ЦО), поглощающие световой сигнал, распространяющийся по световоду, из-за чего волоконно-оптическая система может утратить работоспособность. Известно, что легирующие добавки в сердцевине световода из кварцевого стекла (кроме фтора) благоприятствуют возникновению радиационных ЦО (РЦО). Поэтому для применений в интенсивных полях ядерного излучения подходят только световоды с сердцевиной из нелегированного кварцевого стекла. При этом с целью создания световедущей структуры оболочка световода из кварцевого стекла должна быть пролегирована большим количеством фтора.

Преформы (заготовки) для таких световодов изготавливаются, как правило, при использовании процесса плазмохимичсского осаждения фторсиликатного стекла на опорный стержень из кварцевого стекла - сердцевину будущего световода (POD-процесс [5]), либо на внутреннюю поверхность опорной трубки из кварцевого стекла с последующим наплавлением этой трубки на стержень из кварцевого стекла. В последнем случае осаждение фторсиликатного стекла на внутреннюю поверхность трубки осуществляется с помощью плазмохимических процессов PCVD [6] или SPCVD [7], а технология получения заготовки путем наплавления такой трубки на стержень получила название «штабик в трубке» [8].

Высокое радиационно наведенное поглощение света (РНП) в световодах является основным препятствием для внедрения волоконно-оптических датчиков и систем в атомной энергетике. К началу данной работы было известно, что радиационная стойкость (величина РНП) световода, полученного по методу POD, зависит в первую очередь от типа синтетического кварцевого стекла в сердцевине. В частности, стекло с высоким содержанием хлора непригодно из-за крайне большого наведенного поглощения на РЦО связанных с хлором [9, 10]. Наиболее перспективными стеклами в смысле обеспечения радиационной стойкости считались два типа стекол с малым содержанием хлора: КУ-1 и КС-4В [9, 11, 12]. При этом была установлена более высокая радиационная стойкость световодов из стекла КС-4В, имеющего почти на 4 порядка меньшее содержание примеси гидроксила (ОН-групп) по сравнению со стеклом КУ-1.

Известно, что РЦО немостикового кислорода с полосами поглощения вблизи 260 и 600 им вносит основной вклад в РНП в видимом и ближнем УФ-диапазонах. К началу данной работы было также известно, у этого РЦО есть «предшественники» - дефектные связи в сетке стекла, на месте которых под действием ионизирующего излучения образуется этот РЦО. Такими предшественниками могут являться, например, напряженные регулярные связи, нерегулярные пероксидные связи в сетке кварцевого стекла Было установлено, что эти предшественники возникают во время POD-процесса, в результате чего, после у-облучения концентрация РЦО немостикового кислорода увеличивается многократно [13]. При этом РЦО немостикового кислорода распределены неравномерно по сечению световода: их количество сильно возрастает в периферийной области сердцевины [13]. Микроскопический механизм возникновения предшественников РЦО немостикового кислорода при изготовлении заготовки световода установлен не был. Была предложена гипотетическая модель [14], согласно которой предшественниками РЦО немостикового кислорода являются пероксидные связи, образующиеся во время POD-процесса из-за диффузии атомов фтора в стекло опорного стержня и их взаимодействия с расположенными вблизи друг друга («парными») ОН-группами. Однако эта модель не была проверена экспериментально. Не были исследованы и возможности оптимизации режимов этого процесса с целью снижения РНП в световодах. Не была исследована, радиационная стойкость световодов, изготовленных по альтернативной технологии штабик в трубке». Не были изучены вопросы влияния на РНП режимов вытяжки i световодов, типа защитного покрытия (металл или полимер) и диаметра световодов. Не исследовались радиальные распределения РЦО немостикового кислорода и Е'-центра в заготовках. Отсутствовала простая оптическая методика измерения радиального распределения РЦО по сечению световодов. Все эти исследования могли бы прояснить природу образования предшественников РЦО немостикового кислорода и выявить возможности повышения радиационной стойкости световодов.

Таким образом, целью настоящей работы было изучение технологических факторов и микроскопических механизмов, приводящих к увеличению РНП в видимом и ближнем УФ-диапазонах в многомодовых волоконных световодах с сердцевиной из нелегированного кварцевого стекла и фторсиликатной оболочкой, а также поиск возможностей снижения РНП путем оптимизации технологии получения заготовок и световодов.

В качестве образцов для исследования были использованы счержни, заготовки и световоды из отечественных стекол КУ-1 и КС-4В. Эти стекла имеют разный примесный состав (КУ-1:ОН-групп -800 ррш, С1 -80 ррш и КС-4В: ОН-групп -0,5 ррш, С1 - 40 ррш) [9, 11, 12]. Стекла с большим содержанием хлора и малым содержанием гидроксила не исследовались в силу их неперспективности из-за большого РНП на РЦО, связанных с хлором [9, 10].

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. В первой главе проведен обзор литературных данных по ЦО в кварцевых стеклах. Обобщены работы по влиянию у-облучения на сетку кварцевого стекла и его дефектную структуру. Также проведен обзор исследований радиационной стойкости волоконных световодов в УФ и в видимом спектральных диапазонах. В конце литературного обзора сформулированы цели диссертационной работы.

Заключение диссертации по теме «Оптика», Забежайлов, Максим Олегович

5.6 Выводы из главы

Анализ РНП в полосе немостикового кислорода в световодах с сердцевиной из стекол КУ-1 и КС-4В, заготовки которых были изготовлены при различных температурах POD-процесса, показал, что изменение температуры POD-процесса влияет на РНП только в случае световодов из стекла КУ-1. Путем оптимизации температурного режима POD-процесса РНП в световодах из стекла КУ-1 было снижено в 1,4 раза с одновременным увеличением их апертуры в 1,6 раза.

Анализ РНП в полосе немостикового кислорода в световодах с сердцевиной из стекол КУ-1 и КС-4В, вытянутых при разных режимах, но с одинаковыми (или близкими) условиями изготовления заготовок (температурой и временем осаждения фторсиликатной оболочки на опорный стержень), показал отсутствие заметного влияния условий вытяжки на РНП в POD-световодах. В частности, изменение скорости вытяжки от ~ 20 до ~ 50 м/мин и диаметра световода от 120 до 240 мкм не оказывает влияния на РПП в световодах из стекол КУ-1 и КС-4В. Нанесение алюминиевого защитного покрытия вместо акрилатного не оказывает влияния на РНП в световодах из стекла КУ-1.

Радиальное распределение РЦО немостикового кислорода в POD световодах, также как и в соответствующих заготовках, имеет максимум на периферии сердцевины. По всей видимости, процесс вытяжки не приводит к значительному изменению формы радиального распределения предшественников РЦО немостикового кислорода в сердцевине световода по сравнению с заготовкой.

Из оценок для концентраций РЦО немостикового кислорода в заготовках и световодах по величине соответствующих полос поглощения следует,! что на .стадии вытяжки не происходит заметного увеличения количества' предшественников РЦО немостикового кислорода в стекле КУ-1, как это происходит на стадии изготовления заготовки. По всей вероятности большую часть предшественников этого РЦО в POD-световодах составляют те предшественники, которые образуются на стадии изготовления заготовки. В рамках выдвинутого в предыдущих главах предположения, что предшественниками РЦО в заготовках из стекла КУ-1 являются термоиндуцированные дефекты, полученные результаты объясняются меньшей продолжительностью высокотемпературного воздействия на стекло сердцевины при вытяжке световода по сравнению с POD-процессом.

По результатам сравнения величины и радиального распределения РНП в заготовках, изготовленных по технологиям POD и «штабик в трубке», и в вытянутых из них световодах обосновано предположение, что с точки зрения минимизации величины РНГ1 в полосе немостикового кислорода в световодах технология «штабик в трубке» предпочтительнее технологии POD. Это объясняется многократно меньшим временем высокотемпературного воздействия на стекло сердцевины в технологии «штабик в трубке», чем в технологии POD.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведено исследование радиационно наведенного поглощения (РНП) света в полосах немостикового кислорода (в районе 260 и 600 нм) и его радиального распределения в у-облученных до дозы ~ 1 МГр заготовках из стекла КУ-1, изготовленных по методу осаждения фторсиликатного стекла на опорный стержень в плазме СВЧ-разряда атмосферного давления (POD-метод изготовления заготовок), и в вытянутых из них световодах. Установлено, что РНП в POD-заготовках определяется температурой и длительностью POD-процесса и не зависит от наличия фторсодержащих реагентов в плазме, из которой осаждается стекло. Путем оптимизации температурного режима POD-процесса РНП в световодах из стекла КУ-1 было снижено в 1,4 раза с • одновременным увеличением их апертуры в 1,6 раза.

2. Методами ИК- (в диапазоне 5000 — 2000 см"1) и КР- спектроскопии исследовано воздействие POD-процесса изготовления заготовки на структуру стекла КУ-1. Обнаружено уменьшение углов Si—О—Si связей и уменьшение звенности колец из кремнекислородных тетраэдров, образующих сетку стекла. Предложены микроскопические механизмы образования немостикового кислорода в заготовках и световодах из стекла КУ-1 при у-облучении: разрыв напряженных связей Si—О—Si и нерегулярных связей Si—О—О—Si, индуцированных в стекле в результате высокотемпературной обработки в POD-процессе.

3. Проведено исследование РНП в полосах немостикового кислорода в у-облученных до дозы ~ 1 МГр POD-заготовках и световодах из стекла КС-4В, имеющего на 4 порядка меньшее содержание ОН-групп по сравнению со стеклом КУ-1. Установлено, что POD-процесс не приводит к увеличению РНП в заготовках на основе стекла КС-4В, а изменение температуры POD-процесса не влияет на РНП в световодах. Полученные результаты, а также высокая радиационная стойкость световодов на основе стекла КС-4В, установленная ранее, объяснены малым содержанием примеси ОН-групп в сетке стекла КС-4В и, как следствие, ее более высокой жесткостью, по сравнению с сеткой стекла КУ-1.

4. Изучена зависимость РНП в спектральном диапазоне (400 - 700 нм) в у-облученных до дозы ~ 1 МГр POD-световодах из стекол КУ-1 и КС-4В от параметров их вытяжки. Показано, что изменение скорости вытяжки от ~ 20 до ~ 50 м/мин и диаметра световода от 120 до 240 мкм не оказывает влияния на РНП в световодах из стекол КУ-1 и КС-4В. Нанесение алюминиевого защитного покрытия вместо акрилатного не оказывает влияния на РНП в световодах из стекла КУ-1.

5. Проведено исследование РНП в полосах немостикового кислорода и его радиального распределения в заготовке из стекла КУ-1, изготовленной по методу «штабик в трубке» и у-облученной до дозы ~ 1 МГр. Показано, что РНП в ~ 3 и более раз ниже, чем в POD-заготовке, по всему поперечному сечению сердцевины. Более низкое РНП в заготовке, изготовленной по методу «штабик в трубке», объяснено меньшей длительностью высокотемпературного воздействия на стекло при ее изготовлении. Сделано предположение, что с точки зрения минимизации величины РНП в полосе немостикового кислорода в световодах этот метод предпочтительнее POD-метода.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор выражает благодарность научному руководителю А.Л.Томашуку за предоставление темы диссертации, переданные знания и опыт, постоянную помощь, советы и поддержку в ходе выполнения работы, К.М.Голанту и сотрудникам Лаборатории плазмохимической технологии волоконных световодов НЦВО при ИОФРАН, в которой были изготовлены заготовки и проводились измерения на заготовках и световодах, М.М.Бубнову и сотрудникам Лаборатории технологии волоконных световодов НЦВО при ИОФРАН, в которой были вытянуты исследованные световоды, В.Г.Плотниченко и сотрудникам Спектроскопического центра НЦВО при ИОФРАН, в котором проводились измерения ИК- и КР-спектров в исследованных образцах. Автор также благодарен

B.Б.Неуструеву за внимательное рецензирование диссертации и ценные замечания,

C.А.Васильеву за ценные советы и замечания по тексту диссертации, В.О. Соколову, В.Г.Плотниченко и А.С.Бирюкову за плодотворные обсуждения и помощь при интерпретации результатов. Автор признателен академику Е.М. Дианову за интерес и поддержку данной работы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Забежайлов, Максим Олегович, 2005 год

1. Бондаренко A.B., Дядькин А.П., Кащук Ю.А., Красильников А.В.,Олейников А.А., Цуцких АЛО., Шевченко В.Г., Ярцев В.П. Испытания оптоволоконного датчика ионизирующего излучения//Приборы и Техника Эксперимента. 2006. №2

2. Decreton M.C., Massaut V., Borgermans P. Potential benefit of fibre optics in nuclear applications: the case of decommissioning and waste storage activities // Proc. SPIE. 1994. V. 2425. P. 2-10.

3. Hunlich Th., Bauch H., Kersten R.Th., Paquet V., Weidmann G.F. Fiber-preform fabrication using plasma technology: a review // J.Opt.Commun. 1987. V.4. № 8, P. 122-129.

4. Griscom D.L., Golant K.M., Tomashuk A.L., Pavlov D.V., Tarabrin Yu.A. Gamma-radiation resistance of aluminum-coated all-silica optical fibers fabricated using different types of silica in the core // Appl. Phys. Lett. 1996. V. 69 (3) P. 322-324.

5. Tomashuk A.L., Golant K.M. Radiation-resistant and radiation-sensitive silica optical fibers // Advances in Fiber Optics, Eugeny M. Dianov, Editor, Proceedings of SPIE. 2000. V. 4083. P. 188-201.

6. Орлинский Д.В., Вуколов К.Ю., Левин Б.А., Грицина В.Т. Радиационная стойкость кварцевых, стекол // Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия Термоядерный синтез. 2002. Вып. 3-4. Стр. 82-91.

7. Nagasawa К., Tohmon R., Ohki Y. Effect of cladding material on 2-eV optical absorption in pure-silica core fibers and method to suppress the absorption // Jpn. J. Appl. Phys. 1987. V. 26. P. 148-151.

8. Griscom D.L. Radiation hardening of pure-silica-core optical fibers by ultra-high-dose y-ray pre-irradiation//J. Appl. Phys. 1995. V. 77. P. 5008-5013.

9. Силинь А.Р., Трухин А.Н Точечные дефекты и элементарные возбуждения в кристаллическом и стеклообразном БЮг // Рига: Зинатне. 1985.244 с.

10. Silins A. Point defects in optical glasses // Proceedings of International Congress on Glass. 2001. V. 1. Invited Papers. P. 215-225.

11. Silins A.R., Skuja L. & Shendrik A. Radiation induced intrinsic defects in fused silica: nonbridging oxygen atoms // Fiz. Khim. Stekla. 1978. V. 4. P. 405-410.

12. Hosono H., Kajihara K., Suzuki Т., Yoshiaki I., Skuja L., Hirano M. Vacuum ultraviolet optical absorption band of non-bridging oxygen hole centers in SiC>2 glass // Solid State Communications. 2002. V. 122. P. 117-120.

13. Bobyshev A.A. and Radsig V.A. Optical absorption spectra of paramagnetic defects in glassy Si02 // Sov. Phys. Chem. Glass. 1988. V. 14. P. 501-507.

14. Radzig V.A. Defects on activated silica surface // Proceedings of the NATO Advanced Study Institute on Defects in Si02 and Related Dielectrics: Science and Technology. Erice. Italy. 2000. P. 33,9-370

15. Pacchioni G. and Ierano G. Ab initio theory of optical transitions of point defects in Si02 // Phys.Rev. 1998. V. B57. P. 818-832.

16. Hosono H. and Weeks R.A. Bleaching of peroxy radical in Si02 glass with 5 eV light // J. Non-Cryst. Solids. 1990 V. 116. P. 289-292.

17. Griscom D.L. and Mizuguchi M. Determination of the visible-range optical absorption spectrum of peroxy radicals in gamma-irradiated fused silica // J. Non-Cryst. Solids. 1997 V. 239. P. 66-77.

18. Frieble E.J., Griscom D.L., Stapelbroek M. and Weeks R.A. Fundamental defect centers in glass: The peroxy radical in irradiated, high purity, fused silica // Phys. Rev. Lett. 1979. V. 42. P. 1346-1349.

19. Skuja L. Optical properties of defects in silica // Proceedings of the NATO Advanced Study Institute on Defects in Si02 and Related Dielectrics: Science and Technology. Erice. Italy. 2000. P. 73-116.

20. Skuja L. Optically active oxygen-deficiency-related centers in amorphous silicon dioxide //. J. Non-Crystalline Solids. 1998. V. 239. P. 16-48.

21. Sakurai Y, Correlation between 1.5 eV photoluminescence band and peroxy. linkage in silica ; glass // J. Non-Crystalline Solids. 2000. V. 276. P. 159-162.

22. Skuja L., Guttler В., Schiel D. & Silins A.R. Quantitative analysis of the concentration of interstitial O2 molecules in Si02 glass using luminescence and Raman spectroscopy // J.Appl.Phys. 1998. V. 83. P. 6106-10.

23. Okabe H. Photochemistry of small molecules // Wiley Interscience. New York. 1978.

24. Awazu K. and Kawazoe H. Gaseous species and their photochemical reaction in Si02 // J. Non-Crystalline Solids. 1994. V. 179. P. 214-225.

25. Skuja L. Tanimura K. and Itoh N. Correlation between the radiation-induced intrinsic 4.8 eV optical absorption and 1.9 eV photoluminescence bands in glassy Si02 // J. Appl. Phys. 1996. V. 80. P. 3518-3525.

26. Skuja L. Hirano M. and Hosono H. Oxygen-related intrinsic defects in glassy Si02: Interstitial ozone molecules // Phys. Rev. Lett. 2000. V. 84. P. 302-305.

27. Skuja L., Mizuguchi M., Hosono H., Kawazoe H. The nature of the 4.8 eV optical absorption band induced by vacuum-ultraviolet irradiation of glassy Si02 // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. 2000. V. 166-167. P.711-715.

28. Neustruev V.B. Point defects in pure and germanium-doped silica glass and radiation resistance of optical fibres // Sov. Lightwave Commun. 1991. V. 1. P. 177-195.

29. Дианов E.M., Соколов B.O., Сулимов В.Б. Численное моделирование дефектов в кварцевом стекле // Труды Института общей физики Академии наук СССР. 1990. Т. 23. С. 122-195.

30. Griscom D. L. The natures of point defects in amorphous silicon dioxide // Proceedings of the NATO Advanced Study Institute on Defects in Si02 and Related Dielectrics: Science and Technology. Erice. Italy. 2000. P. 117-159.

31. Weeks R.A. Paramagnetic resonance of lattice defects in irradiated quartz // J. Appl. Phys. 1956. V. 27. P. 1376-1381.

32. Nishikawa H., Watanabe E., Ito D., and Ohki Y. Kinetics of enhanced photogeneration of E' centers in oxygen deficient silica// J. Non-Crystalline Solids. 1994. V. 179. P. 179-184.

33. Boscanio R., Cannas M., Gelardi F.M. and Leone M. ESR, and PL centers induced by gamma rays in silica//Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 1996. V. B116. P. 373-377.

34. Guzzi M., Pio F., Spinolo G., Vedda A., Azzoni C.B., and Paleari A. Neutron irradiation effects in quartz: optical absorption and electron paramagnetic resonance // J. Phys. 1992. V. C4. P. 8635-8647.

35. Guzzi M., Martini M., Paleari A., Pio F., Vedda A., and Azzoni C.B. Neutron irradiation effects in amorphous Si02: optical absorption and EPR // J. Phys. 1993. V. C5. P. 8105-8116.

36. Hosono H., Abe Y., Imagawa H., Imai H., and Arai K. Experimental evidence for the Si-Si bond model of the 7.6 eV band in Si02 glass // Phys. Rev. 1991. V. B44. P. 12043-12045.

37. Imai H., Arai K., Imagawa H., Hosono H., and Abe Y. Two types of oxygen-deficient centers in synthetic silica glass//Phys. Rev. 1988. V. B38. P. 12772-12775.

38. Pacchioni G. Ab initio theory of point defects in SiC>2 // Proceedings of the NATO Advanced Study Institute on Defects in Si02 and Related Dielectrics: Science and Technology. Erice. Italy. 2000. P. 161-195.

39. Trukhin A.N. and Fitting H.-J. Investigation of optical and radiation properties of oxygen deficient silica glasses // J. Non. Cryst. Solids. 1999. V. 248. P. 49-64.

40. Trukhin A.N. Excitons, localized states in silicon dioxide and related crystals and glasses // Proceedings of the NATO Advanced Study Institute on Defects in Si02 and Related Dielectrics: Science and Technology. Erice. Italy. 2000. P. 235-283.

41. Radtsig V. A. Paramagnetic centers on fresh surfaces of quartz. Interactions with molecules of H2 and D2 // Kinetica I Kataliz. 1979. V. 20. P. 456-464.

42. Skuja L., Streletsky A.N., and Pakovich A.B. A new intrinsic defect in amorphous Si02: Twofold coordinated silicon // Solid State Comm. 1984. V. 50. P. 1069-1072.

43. Arnold G.W. Ion-implantation effects in noncrystalline Si02 // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 1974. V. NS20. P. 220-223.

44. Streletsky A.N., Pakovich A.B., Butyagin P.Yu. Structural defects and the excitation of triboluminescence in amorphous silicon dioxide // Izvestia AN SSSR. phys. series. 1986. V. 50. P. 477-482.

45. Radtsig V.A. Reactive intermediates on the surface of solids (Si02 and Ge02): A review of studies and prospects for their development // Chem. Phys. Reports. 1996. V. 14. P. 1206-1245.

46. Allan D.C., Smith C., Boreli N.F., Seward III N.F. 193-nm excimer-laser-induced densification of fused silica// Opt. Lett. 1996. V. 21. P.1960-1962.

47. Poumellec B, Guenot P., Riant I., Sansonetti P., Niay P., Bernage P. and Bayon J.F. U.V. induced densification during Bragg grating inscription in Ge:SiO? preform // Opt. Mat. 1995. V. 4. P.441-449.

48. Дианов Е.М., Корниенко JI.C., Никитин Е.П., Рыбалтовский А.О., Чернов П.В. Радиационные центры окраски в волоконных световодах с сердцевиной из чистого кварцевого стекла// Физика и Химия стекла. 1982. Т.8. № 2. Стр. 192-198.

49. Sakurai Y., Nagasawa К. Correlation between 1.5 eV photoluminescence-band and 3.8 eV absorption band in silica glass // J. Non-Crystalline Solids. 2000. V. 261. P. 21-27.

50. Ault B.S., Howard W.F. & Andrews L. Laser-induced fluorescence and Raman spectra of chlorine and bromine molecules isolated in inert matrices // J. Molec. Spectrosc. 1975. V. 55. P. 217-228.

51. Awazu K., Kawazoe H., Muta K., Ibuki Т., Tabayashi K., and Shobatake K. Characterization of silica glasses, sintered under Ch ambients // J. Appl. Phys. 1991. V. 69. P. 1849-1852.

52. Silins A.R. Hydrogen and chlorine impurities influence on high temperature defects in fused silica // Proc. XVI Int. Congress on Glass. Madrid, 3,1993. P. 227-32.

53. Hartwig C.M. & Vitko J. Raman spectroscopy of molecular hydrogen and deuterium dissolved in vitreous silica // Phys. Rev. B. 1978. V. 18. P. 3006-3014.

54. Shelby J.E. Reaction of hydrogen with hydroxyl-free vitreous silica // J. Appl. Phys. 1980. V. 51. #5. P. 2589-2593.

55. Ланин А.В., Голант К.М., Николин И.В. Взаимодействие молекулярного водорода с легированным кварцевым стеклом сердцевины оптических волокон при повышенных температурах // Журнал технической физики. 2004. том 74. вып. 12. стр. 61-66.

56. Mizuguchi М., Skuja L. & Hosono Н. F-doped and Н2 impregnated synthetic SiC>2 glass for 157nmoptics//J. Vacuum Sci. Technol. B. 1999. V. 17. P. 3280-3284.

57. Stone J., Walrafen G.E. Overtone vibrations of OH groups in fused silica optical fibers // J. Chem. Phys. 1982. V. 76 (4) P. 1712-1722.

58. Schmidt B.C., Holtz F.M., Beny J. -M. Incorporation of H2 in vitreous silica, qualiative and quantitative detrmination from Raman and infrared spectroscopy // J. Non-Cryst. Solids. 1998. V. 240. P. 91-103.

59. Sakaguchi S. Itoh H., Hanawa F. and Kimura T. Drawing induced 1.53-цт wavelength optical loss in single-mode fibers drawn at high speeds // Appl. Phys. Lett. 1985. V. 47. P. 344346

60. Griscom D.L. Thermal bleaching of x-ray-induced defect centers in high purity fused silica by diffusion of radiolytic molecular hydrogen // J. Non-Cryst. Solids. 1984. V. 68. P.301-325.

61. Griscom D.L. Optical Properties and Structure of Defects in Silica Glass //J. Ceram. Soc. Jpn. 1991. V. 99. P. 923-942.

62. Weeks R.A. The many varieties of E' centers: a review // J. Non-Cryst. Solids. 1994. V. 179. P. 1-9.

63. Kuzuu N. ArF excimer laser-induced absorption in soot-remelted silicas // Proc. SPIE. 1996. V. 2714. P. 41-51.

64. Bobyshev A.A., Radtsig V.A. // Kin. Katal. 1988. V. 29. P. 638.

65. Tsai Т., Griscom D.L. // J. Non-Cryst. Solids. 1987. V. 91. P.170.

66. Isoya J., Weil J.A., Halliburton L.E. // J. Chem. Phys. 1981. V.74. P. 5436.

67. Radtsig V.A, Bobyshev A.A. // Phys. Stat. Sol. 1986. V. В 133. P. 621.

68. Edwards A.H., Germann G. // Nucl. Instr. and Meth. V. В 32. P. 238.

69. Pacchioni G., Ferrario R. Optical transitions and EPR properties of two-coordinated Si, Ge, Sn and related H(I), H(II), and H(III) centers in pure and doped silica from ab initio calculations // Phys. Rev. 1998. V. B59 P.6090-6096. . .

70. Radzig V.A., Bagratashvili V.N., Tsypina S.I., Chernov P.V., Rybaltovskii A.O. // J. Phys. Chem. 1995. V. 99. P. 6640.

71. Amosov A.V., Petrovskii G.T. // Dokl. Akad. Nauk SSSR. 1982. V.268. P. 66

72. Баграташвйли B.H., Рыбылтовский A.O., Ципина С.И. Парамагнитные центры, индуцированные воздействием мощного УФ лазерного излучения, в кварцевых стеклах с полосой поглощения 242-248 нм // Препринт НИЦТЛАН. 1990. 33 стр.

73. Амосов А.В., Корниенко Л.С., Морозова И.О., Рыбалтовский А.О., Чернов П.В. Пострадиационные фото- и термостимулированные процессы образования центров Н(1) и Н (II) в кварцевых стеклах // Физика и химия стекла. 1986. Т. 12. №2. С. 216-220.

74. Radtsig V.A. // Kin. Katal. 1996. V. 37. P. 443

75. Silin A.R., Lace L.A. Influence of stoichiometry on high temperature intrinsic defects in fused silica//J. Non-Cryst. Sol. 1992. V. 149. P. 54-61.

76. Дине Д., Винайрд Д. Радиационные эффекты в твердых телах // Издательство иностранной литературы. Москва. 1960. под ред. Жданова Г.С. 243 стр.

77. Munekuni S., Yamanaka Т., Shimogaichi Y., Tohmon R., Ohki Y., Nagasawa К., Наша Y. Various types of nonbridging oxygen hole center in high-purity silica glass // J. Appl. Phys. 1990. V. 68. No. 3. P. 1212-1217.

78. Томашук A.Jl., Голант K.M., Забежайлов M.O. Разработка волоконных световодов для применения при повышенном уровне радиации // Волоконно-оптические технологии, материалы и устройства. 2001. №4. стр. 52-65.

79. Kanan S., Li J., Lehman L., Sigel G.H., Jr. Excimer-laser-induced spatially variant luminescence in pure-silica core fibers with fluorine-doped silica cladding // Applied Optics. 1993. V. 32. № 33. P .6684-6689.

80. Deparis O., Griscom D.L., Megret P., Decreton M., Blondel M. Influence of the claddinghi'l^-.rrr or. the evolution eft!:? MPOTTC1 br.r.d In optical fibers exposed to gamma radiations 11 J. Non-Crystalline Solids. 1997. V. 216. P. 124-128.

81. Kanan S., Fineman M.E., Li J. and Sigel G.H. Jr. Nonuniform distribution of oxygen hole centers in silica optical fibers // Appl. Phys. Lett. 1993 V. 63 (25). P. 3440-3442.

82. Абрамов A.B., Боганов А.Г., Корниенко Jl.C., Руденко B.C., Рыбалтовский А.О., Чернов П.В. Радиационные ценры окраски в кварцевом стекле КС-4В и в волоконных световодах на его основе // Физика и химия стекла. 1988. Т. 14. № 1. С. 91-96.

83. Амосов А.В. Новая концепция механизма образования радиационных парамагнитных центров окраски в кварцевых стеклах // Физика и химия стекла. 1983. Т. 9. № 5. С. 569583.

84. Greenwell R.A., Barnes C.E., Nelson G.W. The effects of ionizing radiation on various core/clad ratio step index pure silica fibers // SPIE Proc. 1987. V. 867. P.10-16.

85. Zabezhailov M.O., Tomashuk A.L., Nikolin I.V., Golant K.M. Radiation-Induced Absorption in Optical Fibers in the Near-Infrared Region: the Effect of H2- and D2-Loading // Proc. of POWAG'2002. P. 105-107.

86. Henschel H., Kohn O. Radiation-induced optical fibre loss in the far IR // Proc. RADECS'99. P. 466-470.

87. Шаханов A.B. Синтез фтор-силикатного стекла в СВЧ-плазм атмосферного давления: Дис. канд. физ.-мат. наук / Институт Общей Физики Российской Академии Наук. Москва. 1994 г. 118 с.

88. Боганов А.Г., Руденко B.C. Способ получения оптического кварцевого стекла / Авт. свидет. СССР № 641729. 14.09.1978г.

89. Боганов А.Г., Дианов Е.М., Прохоров A.M. и др. // Квантовая электроника. 1981. т.8. №1. С. 176-178.

90. Haken U., Humbach О., Ortner S., Fabian H. Refractive index of silica glass: influence of fictive temperature // J. Non-Cryst. Sol. 2000. V. 265. P. 9-18.

91. Забежайлов M.O., Томашук A.Jl., Николин И.В., Плотниченко В.Г Радиационно наведенное поглощение света в заготовках для волоконных световодов на основе высокочистого кварцевого стекла // Неорганические материалы. 2005. том 41. №3. с.377-384.

92. Забежайлов М.О., Томашук А.Л., Плотниченко В.Г., Крюкова Е.Б., Колтышев В.В. К вопросу о радиационной стойкости высокочистого кварцевого стекла и заготовок для волоконных световодов на его основе // Письма в ЖТФ. 2005. Том 31. вып. 12. стр. 16-20.

93. Tomozawa М. Amorphous silica / Silicon-Based Materials and Devices, edited by H.S. Nalwa. V.l: Materials and Processing. Copyright © 2001 by Academic Press. Chapter 3. P. 127154.

94. Леко В.К. Влияние физико-химических процессов, происходящих при синтезе и тепловой обработке, на свойства стеклообразного кремнезема // Физика и Химия Стекла. 1982. Т.8. №2. С. 129-148.

95. Geissberger А.Е., Galeener F.L. Raman studies of vitreous Si02 versus fictive temperature // Phys. Rev. B. 1983. V. 28. N. 6. P. 3266-3271.

96. Plotnichenko V.G., Sokolov V.O., Dianov E.M. Hydroxyl groups in high-purity silica glass //Journal of Non-Crystalline Solids. 2000. V. 261. P. 186-194.

97. Лунин Б.С., Торбин С.Н. О температурной зависимости модуля Юнга чистых кварцевых стекол // Вестник Московского Университета. Сер. 2. Химия. 2000. Т. 41. № 3. С. 172-173.

98. Warren W.L., Lenahan P.M., and Brinker С J. Experimental evidence for two fundamentally different E' precursors in amorphous dioxide// J. Non-Cryst. Solids. 1 991. V. 136. P. 151-162.

99. Awazu K., Kawazoe H. Strained Si-O-Si bonds in amorphous SiC>2 materials: A family member of active centers in radio, photo, and chemical responses // J. Appl. Phys. 2003. V. 94 (10). P. 6243-6262.

100. Shelby J.E., Vitko J., Jr. and R.E. Benner// Commun. Am. Ceram. Soc. 1982. V. 65. P. C59.

101. Morimoto Y., Igarashi Т., Sugahara H., Nasu S. Analysis of gas-release from vitreous silica//J. Non-Cryst. Solids. 1992. V. 139. P. 35-46.

102. Davis K.M., Agarwal A., Tomozawa M., Hirao K. Quantative infrared spectroscopic measurement of hydroxyl concentration in silica glass // J. Non-Cryst. Solids. 1996. V. 203. P. 27-36.

103. Devine R.A.B. Radiation damage and the role of structure in amorphous SiCh // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1990. V. B46. P. 244-251.

104. Munekuni S., Dohguchi N., Nishikawa H. and Ohki Y. Si-O-Si strained bond and paramagnetic defect centers induced by mechanical fracturing in amorphous SiC>2 // Journal of Applied Physics. 1991. V. 70 (9). P. 5054-5062.

105. Силинь А.Р. Структура и механизмы образования простейших собственных дефектов в стеклообразном кремнеземе // Электронные процессы и структура дефектов в стеклообразующих системах: сборник научных трудов. 1982. Рига. ЛГУ им. П.Стучки. 156 с.

106. Hayami Н., Akutsu Т., Ishitani Т., Suzuki К. Radiation Resistivity of Pure-Silica-Core Image Guides // Journal of Nucear Science and Technology. 1993. V. 302]. P. 95-106.

107. Dianov E.M, Sokolov V.O, Sulimov V.B. Hydrogen and photostructural processes in silica and germanosilicate glass // Advances in Fiber Optics. Editor E.M. Dianov. Proceedings of SPIE. 2000. V. 4083. P. 173-186.

108. Lopez N., Vitiello M., Illas F., Pacchioni G. Interaction of H2 with strained rings at the silica surface from ab initio calculations // Journal of Non-Crystalline Solids. 2000. V. 271. P. 56-63.

109. Hack H., Kersten R.Th., Weingartner Th. Cooling rate in fiber drawing process governs the strength of the 630 nm-absorption // J. Optical Communications. 1988. V. 9. P. 29-30.

110. Borgermans P. and Brichard В. Kinetic models and spectral dependencies of the radiation induced attenuation in pure silica fibres // IEEE Trans, on Nucl. Sci. 2002. V. 49 (3). Part 3. P. 1439-1445.

111. Татаринцев Б.В. Диффузия на границе между сердцевиной и оболочкой при вытягивании стекловолокна // Физика и химия стекла. 1984. т. 10. № 4. стр. 461- 467.

112. Hibino Y., Hanafiisa Н. Defect stucture and formation mechanism of drawing-induced absorption at 630 nm in silica optical fibers // J. Appl. Phys. 1986. V. 60. No. 5. P. 1797-1801.