Структура фотонно-кристаллических световодов на базе модифицированных галогенидсеребряных кристаллов и исследование их функциональных свойств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, доктор наук Корсаков Александр Сергеевич

• Корсаков Александр Сергеевич
• доктор наук
• 2018

Оглавление диссертации доктор наук Корсаков Александр Сергеевич

Список сокращений

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИНФРАКРАСНЫХ КРИСТАЛЛАХ И ФОТОННЫХ СВЕТОВОДАХ

1.1. Обоснование выбора оптических материалов для волоконной оптики среднего

инфракрасного диапазона

1.2. Кристаллы твёрдых растворов галогенидов металлов (Tl, Ag)

1.2.1. Химическая связь в кристаллах галогенидов одновалентного таллия

1.2.2. Диаграммы состояния систем TlCl-TlBr и TlBr-TlI

1.2.3. Твёрдые растворы галогенидов одновалентного таллия и их физико-химические свойства

1.2.4. Кристаллы галогенидов серебра и твердые растворы на их основе

1.2.5. Диаграммы состояния и физико-химические свойства систем AgCl - AgBr, AgCl - AgI, AgBr - Ag

1.3. Выращивание кристаллов методом Бриджмена-Стокбаргера

1.4. Моделирование структуры инфракрасных световодов

1.4.1. Вывод фундаментальных характеристик световода [84, 85]

1.4.2. Моделирование оптических волокон

1.4.3.Структура фотонного кристалла

1.4.3.1.Теория фотонных запрещенных зон для одномерного фотонного кристалла

1.4.3.2. Двухмерный фотонный кристалл

1.4.3.3.Трехмерный фотонный кристалл

1.5. Заключение по главе

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ КРИСТАЛЛОВ И ИК-СВЕТОВОДОВ. АППАРАТУРНОЕ ОФОРМЛЕНИЕ ... 74 2.1. Определение примесей, химического состава и структуры кристаллов

2.1.1. Рентгенофлуоресцентный метод

2.1.2. Атомно-эмиссионная спектроскопия

2.1.3. Дифференциально - термический анализ диаграммы фазового состояния систем

2.1.4. Рентгеноструктурный анализ твёрдых растворов галогенидов серебра и таллия (I)

2.1.5. Сканирующая электронная микроскопия

2.1.6. Оптическая микроскопия

2.2. Физические свойства кристаллов и световодов

2.2.1. Определение спектрального диапазона пропускания ИК-кристаллов

2.2.2. Определение дисперсии показателя преломления

2.2.2.1. Подготовка образцов

2.2.2.2. Схема Майкельсона для Не-Ые лазера

2.2.2.3. Спектроскопическое определение действительной части показателя преломления

2.2.2.4. Определение мнимой части показателя преломления

2.2.2.5. Ц^ЫЖ спектроскопическое определение показателя преломления на краю поглощения

2.2.3. Определение фотостойкости

2.2.4. Определение пропускания ИК световодов

2.2.5. Метод отрезков при определении оптических потерь в ИК световодах

2.2.6. Исследование пространственного распределения мод, вытекающих из ИК-световодов

2.2.7. Определение спектров люминесценции волоконных сцинтилляторов

2.2.8. Исследование механических свойств кристаллов и ИК-световодов

2.2.9. Исследование радиационной стойкости ИК световодов

2.3. Заключение и выводы по главе

3. КРИСТАЛЛЫ ТВЁРДЫХ РАСТВОРОВ ГАЛОГЕНИДОВ МЕТАЛЛОВ (А& Т1)

3.1. Исследование фазовых диаграмм новых систем AgBr - Т11 и

А§ВГ - (Т1ВГ0,4бЫ

3.2. Гидрохимический синтез шихты для выращивания кристаллов

3.2.1. Обоснование процесса растворимости галогенидов серебра в воде

3.2.2. Исследование растворимости галогенидов таллия (I) и серебра в водных растворах галогенводородных кислот

3.3. Выращивание кристаллов

3.3.1. Рост кристаллов на установке ПКБ-01

3.3.2. Химико-механическая обработка кристаллов

3.4. Физико-химические свойства ИК-кристаллов

3.4.1. Спектральное пропускание

3.4.2. Дисперсия показателя преломления

3.4.2.1. Результаты измерения показателя преломления на X = 632,8 нм

3.4.2.2. Результаты: измерения показателя преломления на длине волны 10.6 мкм

3.4.2.3. Модели расчета показателя преломления на краю поглощения

3.4.2.4. Дисперсия показателя преломления кристаллов систем AgCl1-xBrx (0 < x < 1) и Ag1-xTixBn-xIx (0 < x < 0,05)

3.4.2.5. Дисперсия мнимой части показателя преломления. Показатель поглощения. Отражение Френеля

3.4.2.6. Дисперсия показателя преломления кристаллов системы

AgBr - (TlBr0.46l0.54)

3.4.3. Определение фотостойкости кристаллов

3.4.4. Исследование зависимости влияния состава кристаллов на коэффициент Пуассона, модуль Юнга и модуль сдвига

3.5. Заключение и вытоды по главе

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОТОННОЙ СТРУКТУРЫ И МОДОВОГО СОСТАВА ИК ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ

4.1. Методика Source-Model Technique для анализа жестко связанных мод в фотонно-

кристаллическом волокне

4.1.1. Геометрия диэлектрического волокна

4.1.2. Задачи метода Source - Model Technique

4.1.3. Фотонно-кристаллические ИК-световоды (PCF) с полой сердцевиной

4.1.4. Выбор меры точности

4.2. Моделирование ИК-световодов на основе кристаллов систем AgCl - AgBr,

AgBr - TlI

4.2.1. Выбор профиля волокна

4.2.2. Результаты моделирования модового состава и критерии отбора

4.2.3. Моделирование фотонной структуры световодов с увеличенным диаметром поля моды на основе кристаллов систем AgBr - TlI, AgBr - AgCl

4.2.4. Корректировка радиуса поля фундаментальной моды

4.2.5. ^параметр

4.3. Заключения и выводы по главе

5. ПОЛУЧЕНИЕ ФОТОННО - КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ИК - СВЕТОВОДОВ МЕТОДОМ ЭКСТРУЗИИ

5.1. Описание схемы экструзии

5.1.1. Экструзия световодов методикой «81аск-апё-ёгат

5.1.2. Экструзия преформы-«поленницы» комбинированием методик «^ск-апё-ёга^» и «гоё-т-ШЬе»

5.2. Экструзия волокна

5.2.1. Этап 1 - экструзия заготовки для материала матрицы

5.2.2. Этап 2 - экструзия заготовки для материала вставок

5.2.3. Этап 3 - подготовка трубки для сложной преформы

3.2.4. Этап 4 - перетягивание простой преформы методом гоё-т-ШЬе

5.2.5. Этап 5 - перетягивание составной преформы методом «гоё-т-ШЬе» со «штабиком-поленницей»

5.2.6. Этап 6 - получение микроструктурированного волокна

5.3. Поддержание продольной однородности микростуктуры

5.3.1. Контроль диаметра элементов микроструктуры

5.3.2. Нивелирование конусности экструзии и доработка алгоритма

Заключение и выводы по главе

6. ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ НОВЫХ ФОТОННО-КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СВЕТОВОДОВ ДЛЯ СРЕДНЕГО ИК ДИАПАЗОНА СПЕКТРА

6.1. Спектральный диапазон прозрачности ИК световодов

6.2. Оптические потери, плотность мощности передаваемого ИК излучения, влияние

радиуса изгиба на оптические потери

6.3. Исследование пространственного распределения мод, вытекающих из ИК

световодов в дальнем поле

6.3.1. Одномодовые фотонно-кристаллические ИК световоды

6.3.2. Профилирование торцов и боковой поверхности ИК световодов

6.4. Исследование люминесцентных свойств волоконных сцинтилляторов

6.5. Исследование радиационной стойкости ИК световодов

6.6. Исследование механических свойств ИК световодов

Заключение и выводы по главе

7. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ И ИК СВЕТОВОДОВ

7.1. Зондовая ИК-Фурье спектрометрия

7.1.1. Анализ ванн электролитов золочения

7.1.2. Спектрометрический метод в криминалистике с применением волоконного зонда

7.1.3. Анализ водных растворов метанола

7.2. Изготовление оптических изделий

7.3. Регистрация ионизирующих излучений

7.4. Лазерная медицина

7.5. Низкотемпературная ИК пирометрия

7.5.1. Передача теплового изображения через оптическую волоконную сборку

7.5.2. Контроль термического состояния лопаток газотурбинных установок

7.6. Конфокальная лазерная сканирующая микроскопия для биологических

исследований

Заключение и выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИОЖЕНИНЕ 1 Кристаллы, выращенные на установке ПКБ

ПРИОЖЕНИНЕ 2 Результаты моделирования модового состава ИК

световодов

ПРИОЖЕНИНЕ 3 Технологические схемы получения и очистки

сырья для производства кристаллов галогенидов металлов

ПРИОЖЕНИНЕ 4 Акты внедрения результатов докторской

диссертационной работы

ПРИОЖЕНИНЕ 5 Договора о выполнении научно-исследовательских

работ

ПРИОЖЕНИНЕ 6 Паспорта продукции ИВЦ «ЦИВТ» ХТИ УрФУ

Список сокращений

PCF - fotonic crystal fiber (фотонно-кристаллическое волокно)

SMT - source-model technique (методика моделирования источника)

FF - filling fraction (доля заполнения)

HC - hollow-core fiber (волокно с полой сердцевиной)

SC - solid-core fiber (волокно с «твердой» сердцевиной)

AC - active-core fiber (волокно с «активной» сердцевиной)

SIF - Step-index fiber (волокно со ступенчатым показателем преломления)

LIC - low-index-core (сердцевина с меньшим показателем преломления)

Hex - hexagonal (гексагональный порядок)

Oct - octogonal (октогональный порядок)

FSM - space-filling mode (заполняющая пространство мода)

FTIR - Fourier transform infrared spectroscopy (ИК Фурье спектроскопия)

PEEK - полиэфирэфиркетон

MIR - среднеинфракрасный диапазон спектра

MSF - микроструктурированные оптические волокна

ПВО - полное внутреннее отражение

НПВО - нарушенное полное внутреннее отражение

МНПВО - многократное нарушенное полное внутреннее отражение

КРТ - кадмий-ртуть-теллур

ИК - инфракрасный

УФ - ультрафиолетовый

ФЗЗ - фотонные запрещенные зоны

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура фотонно-кристаллических световодов на базе модифицированных галогенидсеребряных кристаллов и исследование их функциональных свойств»

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В настоящее время достаточно хорошо изучены и освоены ультрафиолетовый, видимый и ближний инфракрасный (ИК) диапазоны спектра, где применяются кварцевые световоды, прозрачные от 0,2 до 2,0 мкм. Для развития инфракрасной волоконной и лазерной оптики актуален поиск материалов, прозрачных в среднем (от 2 до 50 мкм) и дальнем (до 100 мкм) ИК диапазонах. Освоение указанных диапазонов оптических частот открывает качественно новые возможности в скорости, надёжности, защищённости и направленности передачи информации. Создание функциональных элементов для генерации, передачи, регистрации и управления такими излучениями является крайне актуальной на сегодняшний день задачей. Развивающиеся отрасли фотоники требуют расширения исследований в области влияния структуры и компонентного состава на функциональные свойства ИК -световодов. Особую роль приобретает изучение и синтез многофункциональных материалов, способных соответствовать мировым тенденциям в миниатюаризации и универсальности волоконных приборов и устройств.

Существует проблема в области аналитики, лазерной медицины, конфокальной лазерной сканирующей микроскопии по разработке быстро реагирующих детекторов и каналов доставки аналитических сигналов от исследуемой области на детектор. Наиболее быстрым сигналом доставки является свет (электромагнитная волна), а поиск и создание материалов для его передачи в диапазоне от 2 до 25 мкм также является актуальной задачей современности.

Поликристаллические световоды на основе кристаллов систем AgCl - AgBr и TlBr - TlI (КРС-5), по сравнению с халькогенидными и флюоридными волокнами, прозрачны в более широком спектральном диапазоне и имеют низкие оптические потери на длине волны 10,6 мкм. Диаграммы плавкости этих систем образуют непрерывный ряд твёрдых растворов с минимальной температурой плавления 412 0 С, а кристаллы негигроскопичны,

пластичны, прозрачны в спектральном диапазоне от 0,4 до 40,0 мкм, не обладают эффектом спайности, поэтому из них методом экструзии получают ИК световоды. Оптические волокна на основе кристаллов КРС - 5 радиационно-стойкие, но быстро разрушаются вследствие рекристаллизации, а галогенидсеребряные световоды не подвергаются эффекту рекристаллизации, но светочувствительны. Поэтому представляло интерес исследовать диаграммы плавкости на основе галогенидов серебра и одновалентного таллия, а также выявить возможность выращивания радиационно-стойких кристаллов и получения устойчивых световодов на их основе для среднего и дальнего ИК диапазонов спектра. Анализ источников научной и патентной информации показал, что отсутствовали сведения по диаграммам плавкости на основе бромида серебра и моноиодида таллия, а также твёрдого раствора TlBr0.46l0.54.

Данные направления реализуются в Уральском федеральном университете на базе Центра инфракрасных волоконных технологий, которые обеспечивают непрерывную последовательность фундаментальных и прикладных исследований в области поиска и создания новой элементной базы фотоники для оптического и лазерного приборостроения - кристаллов, ИК световодов, линз, окон, плёнок и другой оптики.

Одной из основных задач по разработке фотонно-кристаллической структуры световодов является моделирование и анализ модового состава световодов с тем, чтобы выявить оптимальные параметры оптических волокон различного функционального назначения. Развитие волоконно-оптических систем техники нового поколения выдвигает требование по созданию одномодовых световодов ИК оптического диапазона с аномально большим диаметром поля моды (до 100 мкм), повышенной числовой апертурой, а также фото- и радиационной стойкостью. Исследования ведущих мировых научных центров, в том числе и наши, показали, что на основе системы AgQ - А§Вг возможно создание таких фотонно-кристаллических световодов. В то же время разработка радиационно-стойких композиций на основе галогенидов серебра и

одновалентного таллия может обеспечить расширение спектрального диапазона работы световодов.

Таким образом, теоретическое и экспериментальное исследование природы ИК излучения и явлений при его распространении и взаимодействии с кристаллами твёрдых растворов галогенидов серебра и таллия (I), а также световодами на их основе, разработка микроструктурированных световодов для передачи информации, энергии, диагностики природных и техногенных процессов, фундаментальные оптические исследования в области интерференции, ИК спектроскопии, дисперсии показателя преломления, люминесценции фотонно-кристаллических световодов и кристаллов, создание новых принципов построения волоконно-оптических систем и инструментов для среднего ИК - диапазона спектра, является актуальной задачей, соответствующей паспорту специальности 01.04.05 - Оптика.

Степень разработанности темы исследования. В инновационном внедренческом центре «Инфракрасных волоконных технологий» («ЦИВТ») при Химико-технологическом институте Уральского федерального университета им. Б.Н. Ельцина (УрФУ) разработан новый класс кристаллов систем ЛвС1 - ЛвБг, ЛвБг - Л§1, ЛвС1 - ЛвБг - Лв1 (Т11, РЗЭ), ЛвБг - Т11, Л§Бг - Т1Бг0.4б10.54, и световодов на их основе, представленных в данной работе

Работа выполнялась согласно: программе развития ФГАОУ ВО УрФУ на 2010 - 2020 годы п.п. 2.2.3 - создание и развитие ИВЦ; Единому государственному заказу по темам: «Физико-химические исследования получения новых монокристаллов Л§Бг - Т11, Л§Бг - (Т1Бгх11-х) для спектрального диапазона от 0,4 до 45,0 мкм и экструзии микроструктурированных и нанокристаллических инфракрасных световодов, обладающих сцинтилляционными свойствами» (№ гос. регистрации Н.687.42Б.003/12); «Создание и изучение свойств новых органических и неорганических материалов на основе монокристаллических, гетероциклических и макроциклических соединений» (№ гос. регистрации Н687.42Б.037/14); «Создание и изучение свойств новых органических и

неорганических материалов на основе монокристаллических, гетероциклических и макроциклических соединений» (№ гос. регистрации № Н687.42Б.005/17); стипендии Президента РФ молодым ученым и аспирантам СП-450.2012.3 «Фотонно-кристаллические ИК-световоды и волоконные сцинтилляторы для спектрального диапазона 2-40 мкм»; гранту Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых кандидатов наук МК-5440.2015 «Научные основы получения новых нанодефектных инфракрасных кристаллов: изучение диаграммы плавкости, синтез кристаллов, свойства и применение».

Цель и задачи работы. Цель диссертационной работы - разработка научных основ технологии фотонно-кристаллических световодов на базе твёрдых растворов галогенидов серебра и одновалентного таллия, а также научное обоснование процесса синтеза кристаллов, исследование функциональных свойств кристаллов, световодов и создание на их основе волоконно-оптических устройств для среднего ИК - диапазона спектра.

Для достижения указанной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Для изготовления фотонной структуры ИК световодов разработать экологически чистые и безотходные технологии синтеза ИК кристаллов на основе твёрдых растворов галогенидов серебра и таллия (I) с чистотой по неорганическим примесям не менее 99,9999 мас. %.

2. Разработать комплекс аналитических методик и оборудования для: изучения диаграмм плавкости новых систем с определением областей существования устойчивых твёрдых растворов замещения при температуре 298 К; определения их состава и дисперсии показателей преломления; установления спектрального диапазона прозрачности кристаллов и световодов; определения фото- и радиационной их стойкости.

3. Представить математическое описание для моделирования и формования фотонно-кристаллических световодных структур на базе твёрдых растворов систем AgQ - А§Вг, А§Вг - Т11 и обосновать механизм пространственного распространения ИК излучения на длине волны 10,6 мкм в

световодах суперпозицией двух механизмов: полного внутреннего отражения (ПВО) и фотонных запрещённых зон (ФЗЗ). Доказать применимость моделирования модового состава по программе SMT (Source-Model Technique -методика моделирования источника света) для любых фотонно-кристаллических световодов (PCF) на основе твёрдых растворов систем AgCl - AgBr, AgBr - TlI, AgBr - (TlBr0,46I0,54), AgBr - AgI, AgCl - AgBr - AgI.

4. Разработать многостадийный алгоритм процесса экструзии для световодов систем AgCl - AgBr, AgBr - TlI и, согласно моделированию структуры, изготовить MSF (микроструктурированные световоды), работающие по механизмам ФЗЗ и ПВО.

5. Экспериментально подтвердить одномодовый режим работы PCF с диаметром поля моды до 100 мкм. Исследовать функциональные свойства световодов на основе твёрдых растворов галогенидов серебра и одновалентного таллия.

6. Разработать волоконно-оптические устройства и методики их работы в спектральном диапазоне от 2 до 25 мкм для широкого применения.

Научная новизна

В диссертационной работе впервые решены следующие задачи:

1. Разработаны теоретические и экспериментальные основы создания новой элементной базы фотоники для среднего ИК диапазона спектра: кристаллы твёрдых растворов систем AgBr - TlI, AgBr - (TlBr0,46I0,54), AgBr - AgI, AgCl - AgBr, прозрачные от 0,4 до 30,0 - 60,6 мкм в зависимости от состава и гибкие волоконные световоды на их основе. Изучены и построены в диапазоне температур от 298 до 773 К при давлении 1 атм. фазовые диаграммы систем AgBr - TlI, AgBr - (TlBr0,46I0,54). Определены области существования твёрдых растворов замещения.

2. Экспериментально исследовано воздействие на кристаллы и ИК световоды ионизирующего, ультрафиолетового, ИК излучений и выявлена стойкость к радиации до 500 кГр световодов, содержащих галогениды таллия. При УФ облучении кристаллов новых систем AgBr - TlI, AgBr - (TlBr0,46I0,54),

обнаружен просветляющий эффект в спектральном диапазоне от 5 до 15 мкм. При излучении СО2 лазера в непрерывном режиме, оптические потери в световодах системы AgCl - AgBr составляют от 0,1 до 0,4 дБ/м, плотность мощности 61 кВт/см2.

3. Для разработанных кристаллов исследована дисперсия показателя преломления (n) c использованием трёх методов: Майкельсона, спектроскопического и метода определения (n) по коротковолновому краю поглощения кристаллов. Определена дисперсия мнимой части показателя преломления и коэффициент отражения.

4. Смоделированы волоконно-оптические структуры для работы на длине волны 10,6 мкм на основе галогенидсеребряных и модифицированных кристаллов с увеличенным диаметром поля моды до 100 мкм и доказан одномодовый режим работы за счет двух механизмов ФЗЗ и ПВО. Смоделированы двухслойные одномодовые световоды, работающие по принципу ПВО, у которых диаметр поля моды в 4 раза меньше (24 мкм). Теоретически доказано преимущество структур PCF, работающих по двум механизмам: ФЗЗ и ПВО.

5. Разработана и изготовлена новая структура фотонного световода на основе кристаллов системы AgCl - AgBr, которая включает центральную вставку диаметром 12 мкм и шесть периферических вставок диаметром 12 мкм, расположенных вокруг неё в гексагональном порядке с расстоянием между центрами в 59 мкм. Составы элементов PCF: в матрице AgBr0,82Cl0,18 (n = 2.130); во вставках периферии AgBro,75Clo,25 (n = 2.123); в центральной вставке AgBr0;84Cl0;16 (n = 2.134). Получено положительное решение на изобретение.

6. Для повышения фото- и радиационной стойкости одномодовых световодов разработаны и изготовлены две новые структуры на основе систем AgCl - AgBr и AgBr - TlI с увеличенным до 100 мкм диаметром поля моды на длине волны 10,6 мкм за счет влияния механизмов ФЗЗ и ПВО. Первая из них характеризуется диаметром сердцевины и вставок 11 мкм, межвставочным расстоянием 55 мкм и составом периферических вставок: AgBr0.95Cl005

(п = 2,153), матрицы Л§Бг0.98С10.02 (п = 2,1б1), центральной вставки 0,5 мол.% Т11 в Л§Бг (п = 2,167). Вторая структура имеет диаметры сердцевины и вставок -13 мкм, межвставочное расстояние 54 мкм, состав периферических вставок: ЛвБг0.87С10.1з(п = 2,138), матрицы Л§Бг0.98СЬ.02 (п = 2,161), центральной вставки 0,9 мол.% Т11 в Л§Бг (п = 2,172).

7. Предложена схема и методика измерения спектров пропускания ИК световодов (2 - 25 мкм) с использованием тестовых волокон составов ЛвС10,5Бг0,5, Л§С10.25Бг0.75 и Ago,95Bгo,95T1o,o5Io,o5. Разработан новый стенд для исследования модового режима работы фотонно-кристаллических световодов в дальнем поле. Экспериментально подтверждён одномодовый режим работы смоделированных и изготовленных световодов с площадью поля моды более 7800 мкм2.

Теоретическая и практическая значимость работы

1. Предложен научный подход для поиска и получения новых радиационно-стойких кристаллов для фотоники и ИК волоконной оптики (2-50 мкм) на основе твёрдых растворов галогенидов серебра и одновалентного таллия, из которых изготавливают методом экструзии волоконные световоды различной структуры. Патенты РФ № 2411280, № 2361239, 2340920, 2340921, 2413253, 2413257, 2504806, 2506615, 2495459.

2. Теоретически и экспериментально обнаружен диапазон существования фотонных структур световодов, работающих в одномодовом режиме, согласно диаграмме, построенной в координатах X / Л; от & / Л;, где X - длина волны 10,6 мкм, & - диаметр вставок, Л; - межцентровое расстояние.

3. Доказано и обосновано экспериментальным путём использование стадии моделирования при изготовлении фотонной структуры ИК световодов. Процесс моделирования позволяет значительно сократить и удешевить производственный цикл ИК световодов.

4. Разработаны конструкции и изготовлены экспериментальные установки для гидрохимического синтеза высокочистого сырья методом ТЗКС и для выращивания кристаллов из расплава - печь конструкции Бриджмена (ПКБ-01)

с активацией расплава аксиальными низкочастотными вибрациями.

5. Разработан семистадийный алгоритм и режимы процесса экструзии при получении фотонно-кристаллических волокон. Изготовлены детали оснастки для проведения каждого этапа экструзии.

6. Разработана экспресс методика определения химического состава кристаллов для твёрдых растворов разработанных систем, основанная на измерении значения коротковолнового края поглощения кристаллов.

7. Разработаны волоконно-оптические спектральные устройства на основе ИК кристаллов и световодов для спектроскопии, лазерной техники, низкотемпературной термометрии и других применений. Патенты РФ №2 161219, 2634492.

Методология и методы исследования. Решение поставленных в диссертации задач по созданию современных волоконных ИК материалов потребовало разработки необходимой методической базы. Для кристаллов твёрдых растворов систем AgBr - Т11, А§Вг - (Т1Вг0;4610;54), А§Вг - А§1, А§С1 - AgBr разработано три методики по определению показателя преломления в зависимости от длины волны с использованием методов: Майкельсона; спектроскопического; определение показателя преломления по коротковолновому краю поглощения. Разработан метод измерения спектров пропускания волокон на ИК Фурье спектрометре. Разработаны методики для определения фотостойкости и измерения механических свойств кристаллов и ИК - световодов, методики по определению радиационной стойкости ИК -световодов и по определению оптических потерь в световодах методом отрезков. Термодинамическое исследование диаграмм плавкости новых многокомпонентных систем AgBr - Т11, А§Вг - (Т1Вг0;4610;54) и других проводили с помощью, разработанного автором с коллегами, блока ДТА для новой ростовой установки ПКБ-01. Предлагаемый в диссертации подход к моделированию и разработке фотонно-кристаллических волокон с использованием двух механизмов поддержания единственной моды - ФЗЗ и ПВО позволит получать новые структуры световодов с улучшенными свойствами. В работе эффективно

использованы существующие стандартные методы исследования по определению примесей и состава кристаллов, а также структуры фотонно-кристаллических световодов: рентгенофлуоресцентный и рентгенофазовый анализы, атомно-эмиссионная спектроскопия, оптическая и сканирующая электронная микроскопия.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Разработанная с помощью компьютерного моделирования структура световодов для среднего ИК диапазона спектра на базе галогенидсеребряных и модифицированных кристаллов, с одним кольцом периферических вставок, расположенных в гексагональном порядке, с низким показателем преломления и центральной вставкой с большим показателем преломления, чем у материала матрицы световода, позволяет увеличить до 100 мкм диаметр поля моды для работы на длине волны 10,6 мкм.

2. Представленные научные основы безотходных технологий гидрохимического синтеза кристаллов и выращивания кристаллов методом Бриджмена, в том числе с аксиальной вибрацией расплава, выведенные на основании исследованных диаграмм плавкости систем AgBr - TlI, AgBr - (TlBr0,46I0,54), с установленными областями существования устойчивых при комнатной температуре твёрдых растворов замещения, дают возможность контролируемо получать высокочистые ИК кристаллы для волоконной оптики.

3. Разработанные методики в рамках метода Майкельсона, спектроскопического метода и метода определения (n) по коротковолновому краю поглощения кристаллов позволяют определить дисперсию показателя преломления кристаллов систем AgBr - TlI, AgBr - (TlBr0,46I0,54), AgBr - Agi и AgCl - AgBr в спектральном диапазоне от 0,4 до 14,0 мкм с минимальной погрешностью измерения 0,004. Разработанная методика получения спектров пропускания ИК световодов, с использованием тестовых волокон составов AgCl0,5Br05, AgCl0.25Br0.75 и Ag0,95Br0,95Tl0,05I0,05, позволяет определить интенсивность пропускания световодов в процентах, в зависимости от длины волны излучения в диапазоне длин волн от 2 до 25 мкм.

4. Введение TlI, TlBr046I0 54 и Agi в AgBr увеличивает диапазон спектрального пропускания исследуемых кристаллов, который составляет от 0,46 -^0,56 до 40,0 ^ 60,6 мкм, в зависимости от состава. Введение TlI и TlBr046I0 54 в AgBr позволяет, по сравнению с системой AgCl - AgBr, повысить фото- и радиационную стойкость, расширить диапазон пропускания в длинноволновую область, повысить показатель преломления. Установлен просветляющий эффект при наборе доз 70 и 500 кГр для систем AgBr - TlI в диапазоне длин волн 4 - 11 мкм. В системах AgBr - TlI и AgBr - TlBr046I0 54 впервые обнаружен просветляющий эффект при воздействи УФ излучения (А= 290 - 390 нм).

5. Проведённый анализ математической модели поведения ИК излучения в разработанных фотонно-кристаллических структурах ИК световодов показывает влияние суперпозиции двух механизмов - полного внутреннего отражения и фотонных запрещённых зон - на формирование одномодового излучения с увеличенным до 100 мкм диаметром поля моды (А= 10,6 мкм).

6. Разработанный семистадийный алгоритм режима экструзии PCF с одним кольцом периферических вставок, расположенных в гексагональном порядке и центральной вставкой, позволяет получить фотонно-кристаллические световоды на основе галогенидсеребряных и модифицированных кристаллов с увеличенным до 100 мкм диаметром поля моды (А= 10,6 мкм).

7. Созданные в результате выполнения работы новые волоконные материалы элементной базы фотоники среднего ИК диапазона спектра на основе галогенидсеребряных кристаллов, в том числе модифицированных галогенидами таллия (I), позволяют конструировать и изготавливать волоконно-оптические приборы для ИК спектроскопии, лазерной медицины, тепловидения, лазерной конфокальной сканирующей микроскопии, сцинтилляционной техники.

Личный вклад автора Общая постановка задач исследований, выбор путей их решения, проведение экспериментов, интерпретация и обобщение результатов, формулировка защищаемых положений и выводов диссертации принадлежат лично автору. В работах, опубликованных в соавторстве, автору

принадлежат результаты, сформулированные в защищаемых положениях и выводах. Исследования новых фазовых диаграмм систем AgBr - TlI и AgBr - (TlBr0.46I0.54) выполнены в соавторстве с Корсаковым В.С., Салимгареевым Д.Д. и Львовым А.Е. Исследование фрагмента диаграммы AgBr - TlI до 7 мол. % TlI и моделирование фотонных структур ИК световодов, работающих только по механизму ФЗЗ выполнялось в соавторстве с Чазовым А.И. Передача телевизионных изображений через оптическое волокно изучалось совместно со Шмыгалевым А.С. СЕМ изображения кристаллов получены Ищенко А.И.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованием широкого набора экспериментальных и расчётных методик, согласованностью основных результатов и выводов с данными других авторов. Основные результаты исследований, изложенные в диссертации, и сформулированные в защищаемых положениях, докладывались и обсуждались в рамках выступлений с устными и стендовыми докладами на международных конференциях и форумах: Laser Optics 2016 г. (г. С-Петербург), OASIS-5 2015г. (Тель-Авив, Израиль), Прикладная оптика 2012, 2014, 2016 (г. С-Петербург), Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии, геоэкологии и транспорте 2012, 2014, 2016, 2017 (г. Новороссийск), Бутлеровское наследие - 2015 (г. Казань), Лазеры, измерения, информация - 2012 (г. С-Петербург), конференция-школа Материалы нано-, микро- оптоэлектроники и волоконной оптики: физические свойства и применение 2017 (г. Саранск); всероссийских конференциях и форумах: Всероссийская конференция по волоконной оптике 2009, 2011, 2013, 2015, 2017 (г. Пермь), Высокочистые вещества и материалы 2011, 2015 (г. Н. Новгород), конференция Нанотехнологического общества России 2012, 2014 (г. Москва); международных выставках: образцы кристаллов, ИК-световодов и волоконных кабелей демонстрировались на 36-м Международном салоне изобретений, новой техники и технологий 2008 (г. Женева, Швейцария) - получены золотая медаль и диплом; на 37-м

Международном салоне 2009 (г. Женева, Швейцария) - получены серебряная медаль и диплом; на Российских и Международных Форумах по Нанотехнологиям 2008, 2009, 2010 (г. Москва); Аналитика Экспо 2014, 2015 (г. Москва), Фотоника 2016 (г. Москва), Станкостроение. Обработка металлов. Робототехника - 2015, 2016, 2017 (г. Екатеринбург), ИННОПРОМ 2011, 2012, 2013, 2014, 2015 (г. Екатеринбург).

Публикация результатов работы. Основное содержание отражено в 20 статьях в ведущих рецензируемых иностранных и российских журналах определённых ВАК, 12 патентах РФ, 59 докладах на конференциях, 1 монографии, а также других изданиях - 10.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, выводов и приложения, содержит 446 страниц машинописного текста, включая 36 таблиц и 209 рисунков, библиографический список включает 275 наименований цитируемой литературы.

Автор выражает благодарность научному консультанту д.т.н., проф. Жуковой Л.В., коллективу ИВЦ «ЦИВТ», д.т.н., проф. Жарикову Е.В. гл. научному сотруднику ИОФ РАН, коллективу кафедры химии и технологии кристаллов РХТУ им. Д.И. Менделеева и зав. каф. Аветисову И.Х. за обсуждение научных результатов.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИНФРАКРАСНЫХ КРИСТАЛЛАХ И

ФОТОННЫХ СВЕТОВОДАХ

Кристаллические вещества образуют новый класс материалов, которые могут эффективно использоваться в инфракрасной волоконной оптике. В настоящее время наилучшими свойствами для этого применения обладают кристаллы на основе твердых растворов галогенидов серебра и одновалентного таллия AgClxBr1-x; TlBrxI1-x (КРС-5) и TlClxBr1-x (КРС-6) [1-3]. Данные материалы в гетерогенных системах кристалл-расплав AgCl - AgBr, TlBr - TlI, TlCl - TlBr образуют непрерывный ряд твердых растворов и имеют минимальные температуры плавления для конгруэнтно плавящихся составов на диаграммах плавкости этих систем [4-10]. Кроме того, указанные кристаллы прозрачны в широком диапазоне длин волн видимого и ИК-излучения (от 0,4 до 50,0 мкм). Они негигроскопичны, высоко пластичны и не обладают эффектом спайности, и поэтому из них методом экструзии (выдавливанием) получают однослойные и двухслойные ИК-световоды [11-30]. Однако, в поликристаллических ИК-световодах на основе кристаллов КРС-5 (TlBr - TlI) из-за рекристаллизации создается крупнозернистая микроструктура, которая сильно рассеивает свет и приводит к быстрому разрушению световода. Этот несобственный механизм рассеяния в совокупности с поглощением, которое обусловлено присутствием различных примесей, способствует затуханию излучения.

Кристаллы твердых растворов галогенидов серебра не подвергаются эффекту рекристаллизации, в связи с этим являются практически единственным нетоксичным, негигроскопичным материалом среди известных, пригодным для создания световодов, работающих в спектральном диапазоне от 2,0 до 30,0 мкм. Недостатком галогенидсеребряных кристаллов и световодов на их основе является светочувствительность, хотя кристаллы твердых растворов системы AgCl - AgBr, по сравнению с индивидуальными кристаллами AgCl и AgBr, устойчивы к видимому и ИК-излучениям. Кроме того, при изготовлении

двухслойных галогенидсеребряных ИК-световодов происходит диффузия на границе сердцевина-оболочка. В связи с этим высокую актуальность приобретает вопрос по разработке новых составов кристаллов с широкой гаммой задаваемых специальных свойств.

1.1. Обоснование выбора оптических материалов для волоконной оптики

среднего инфракрасного диапазона

Материалы, наиболее часто применяемые для решения задач оптики, представлены в основном широким кругом ковалентных соединений халькогенов [31-33], ионных солей и оксидов [31, 33].

Из рисунка 1.1, на котором приведены некоторые примеры оптических материалов, видно, что самые широкие окна пропускания характерны для халькогенидов и особенно галогенидов, среди которых максимальной широтой спектра выделяются йодиды щелочных металлов и твердые растворы на основе йодидов металлов 1б (современной XI) и III групп. Спектр пропускания является важным ориентиром при выборе материала оптического волокна, но далеко не единственным определяющим фактором: важно также рассмотреть саму возможность изготовления волокна (выдерживание однородности состава и формы по длине, наличие относительно малых оптических потерь), а также свойства, принципиальные при эксплуатации - гибкость, экологичность, стабильность состава, стойкость к влаге при нормальных условиях. В таблице 1.1 представлено сравнение нескольких физико-химических характеристик наиболее часто используемых инфракрасных оптических материалов [34-47]. Известно, что соли щелочных металлов хорошо растворимы в воде, что затрудняет их применение из-за содержания паров воды в атмосфере, поэтому в таблице этот класс материалов не рассматривался. Из рассматриваемых составов наибольшим пропускание обладает йодид цезия, однако он же имеет наибольшую растворимость в воде, что ограничивает его применение в волоконной оптике. Волокна с тяжелыми металлами обладают

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Корсаков Александр Сергеевич, 2018 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Кристаллический сцинтиллятор Лия-1 : пат. 2065614 Рос. Федерации, МПК G01T1/202 / Жукова Л. В., Жуков В. В., Шульгин Б. В., Китаев Г. А., Гаврилов Л.Ф., Бузмакова С.И. ; заявитель и патентообладатель Товарищество с ограниченной ответственностью Научно- технический центр «Оптические материалы» при Уральском государственном техническом университете. — заявл. 31.05.1994 ; опубл. 10.09.1996, Бюл. 7. — 3 с.

2. Кристаллы для ИК - техники AgQxBr1-x, AgQxBryI1-x-y и световоды на их основе / Л.В. Жукова [и др.] // Неорганические материалы. — 2008. — Т. 44, № 12. — С. 1516-1521.

3. Новые дефектные кристаллы AgClxBr1-x, AgClxBryI1-x-y(TlI) для ИК-световодов / А. С. Корсаков [и др.] // Восьмая международная конференция «Прикладная оптика 2008». — С-Петербург: Оптическое общество им. Д. С. Рождественского, 2008. — Т. 2. — С. 133-137.

4. Научные труды Гиредмета. Исследование процессов получения солей и выращивание монокристаллов галогенидов таллия. — Москва : Металлургия, 1970. — T. 29. — 159 c.

5. Нанодефектные кристаллы твердых растворов галогенидов серебра / А. С. Корсаков / Фотон-экспресс. — 2009. — Т. 78, № 6. С. 162.

6. Оптические материалы для инфракрасной техники / Е. М. Воронкова [и др.]. — Москва : Наука, 1965. — 335 с.

7. Шаскольская, М. П. Акустические кристаллы / М. П. Шаскольская. — Москва : Наука, 1982. — 632 с.

8. Mechanisms of optical losses in polycrystalline KRS-5 fibers / V. G. Artjushenko [et al.] // J. Lightwave Technology. — 1986. — Vol. 4, № 4. — P. 461465.

9. Поглощение и рассеяние излучения в кристаллах КРС-5 и КРС-6 / В. Г. Артюшенко [и др.] // Сб. Получение веществ для волоконной оптики. —Горький : Изд-во Горьковского госуниверситета, 1980. — C. 53-55.

10. Rrus, D. J. Crystal materials for infrared fibers / D. J. Rrus, D. R. Cope // Infrared fibers. — 1981. — Vol. 266. — P. 72-77.

11. Polycrystalline fiber optical waveguides for infrared transmission / D. A. Pinnow [et al.] // Appl. Phys. Lett. — 1978. — Vol. 33, № 1. — P. 28-33.

12. Механизм объемного рассеяния в поликристаллических материалах и световодах среднего ИК-диапазона / Л. Н. Бутвина [и др.] // Труды ИОФАН. — 1988. — Т. 15. — С. 18-32.

13. Артюшенко, В. Г. Поликристаллические световоды для среднего ИК -диапазона / В. Г. Артюшенко // Труды ИОФАН. — 1988. — Т. 15. — С. 3-17.

14. Jkedo, M. Preparation and characteristics of the TlBr-Tll fiber for a high power CO2 laser / M. Jkedo, M. Watori, F. Tateishi, H. Ishiwatari // I. App. Phys. — 1986. — Vol. 30. — P. 3035-3038.

15. Reduction of the scattering loss of polycrystalline fibers / S. Kashi [et al.] // Proc. SPIE. — 1984. — V. 84. — P. 128-132.

16. Harrington, J. A. Inverse-square wavelength dependence of attenuation in infrared polycrystalline fibers / J. A. Harrington, V. Sparks // Opt. Lett. — 1983. — Vol. 8. — P. 223-226.

17. Harrington, J. A. Standlee A.G. Attention at 10.6 цт in loaded and unlocated polycrystalline KRS-5 fibers / J. A. Harrington, A. G. Standlee // Appl. Opt. — 1983. — Vol. 22, № 19. — P. 3073-2078.

18. Ishiwatare, H. An optical cable for CO2 laser scalpel / H. Ishiwatare, M. Jkedo, F. Tateishi // J. Lightwave technology. — 1986. — Vol. 4, № 8. — P. 1273-1279.

19. Kimura, M. Characteristics of KRS-5 fiber with cristalline cladding / M. Kimura, S. Kashi, K. Shiroyama // Proc. SPIE. — 1986. — Vol. 618. — P. 85-88.

20. Polycrystalline fibers from thallium and silver hallides. - Infrared Optical Materials and Fibers. IR, Proc / V.G. Artjushenko [et al.] // SPIE. — 1986. — Vol. 618. — P. 103-109.

21. Fiber optical for CO and CO2 laser power transmission / V.G. Artjushenko [et al.] // Opt. Laser. Technol. — 1985. — V. 17, № 4. — P. 213-214.

22. Artjushenko, V. G. New development of crystalline IR fibers / V. G.

Artjushenko, E. M. Dianov // New materials for optical waveguides. — 1987. —Vol. 799, № 799-11. — P. 75-83.

23. New crystalline fibers and their applications / V.G. Artjushenko [et al.] // Infrared Optical Materials and Fibers — 1987. — Vol. 843. — P. 155-160.

24. Инфракрасные поликристаллические световоды на основе галогенидов серебра / В. Г. Артюшенко [и др.] // Квантовая электроника. — 1986. — Т. 13,. № 3. — С. 601-606.

25. Butvina, L. N. Optical absorption by free carriers in materials for IR fibers / L. N. Butvina, E. M. Dianov // Proc. SPIE. — 1984. — V. 484. — P. 21-29.

26. Bridges, T. J. Single crystal infrared fibers / T. J. Bridges // Infrared fibers. — 1981. — Vol. 266. —P. 69-71.

27. Gannon, J. R. Materials for mid-infrared waveguides / J. R. Gannon // Infrared fibers. — 1981. — V. 266. — P. 62-64.

28. Katzir, A. Long wavelength infrared optical fibers / A. Katzir, R. Arieli // J. Non. Cryst. Solids. — 1982. — V. 47, № 1, 2. — P. 149-158.

29. Волоконные световоды из галогенидов таллия для среднего ИК-диапазона / В. Г. Артюшенко [и др] // Квантовая электроника. — 1981. — T. 8, № 2. — C. 398-400.

30. Рубан, О. Мы будем контролировать процесс / О. Рубан // Журнал Эксперт.

— 2009. — Vol. 49-50, № 21-31. — С. 62 -67.

31. Infrared fibers / G. Tao [et al.] // Adv. in Opt. and Photon. — 2015. — Vol. 7.

— P. 379-458.

32. Amorphous Materials Inc. Chalcogenide Glasses [Электронный ресурс] — Электрон. дан. — Режим доступа: http://www.amorphousmaterials.com/products/.

33. Weber, M. J. Handbook of optical materials / M. J. Weber. — Boca Raton : CRC Press, 2002. — 499 p.

34. Korth Cristalline GmbH [Электронный ресурс]. — Электрон. дан. — Режим доступа: http://www.korth.de/index.php.

35. Оптические материалы и технологии: Учебное пособие / под ред. Н. К. Павлычевой. — Казань : Изд-во Казан. Гос. Техн. ун-та, 2008. — 484 с.

36. Акустические кристаллы. Справочник / A. A. Блистанов [и др]. — Москва : Наука, 1982. — 632 с.

37. Mudring, V. Thallium halides - new aspects of the stereochemical activity of electron lone pairs of heavier main-group elements / V. Mudring // Eur. J. Inorg. Chem. — 2007. — Vol. 6. — P. 882-890.

38. Applied Physics Group [Электронный ресурс]. — Электрон. дан. — Тель-авив: Тель-авивский университет . — Режим доступа: https://english.tau. ac.il/profile/katzir/.

39. Жукова, Л. В. Новые инфракрасные материалы: кристаллы и световоды. Монография. / Л. В. Жукова, А. С. Корсаков, Д. С. Врублевский. — Екатеринбург : Изд-во Уральского университета. — 2014. — 280 с.

40. Low loss Ge-As-Se chalcogenide glass fiber, fabricated using extruded preform, for mid-infrared photonics / M. F. Churbanov [et al.] // Opt. Mat. Expr. — 2015. — Vol. 5, № 8. — P. 1722-1737.

41. Third order nonlinearities in Ge-As-Se glasses for telecommunications applications / J. T. Gopinath [et al.] // J. Appl. Phys. — 2004. — Vol. 96, № 11. — P. 6931-6933.

42. Постников, В. С. Оптическое материаловедение. Курс лекций / В. С. Постников. — Пермь : Изд-во Пермского национального исследовательского политехнического университета, 2013. — 280 с.

43. Zinc selenide optical fibers / J. R. Sparks [et al.] // Adv. Mat. —2011. — Vol. 23. — P. 1647-1651.

44. Fukuda, T. Fiber crystal growth from melt. Advances in Materials Research / T. Fukuda, P. Rudolph, S. Uda. — Berlin : Springer, 2004.— 281 p.

45. Single-mode crystalline optical fibres for a wavelength of 10.6 ^m / L. N. Butvina [et al.] // Quant. Electron. — 2007. « Vol. 37, № 4. — P. 383-384.

46. Singh, S. P. Nonlinear effects in optical fibers: origin, management and applications / S. P. Singh, N. Singh // PIER. — 2007. — Vol. 73. — P. 249-275.

47. Agrawal, G. P. Nonlinear Fiber Optics / G. P. Agrawal. — San Diego : Academic Press, 2001. — 629 p.

48. Koops, R. Optishe Baustoffe aus biërem Mischkristallen / R. Koops // Optik. — 1948. — Vol. 4. — P. 298-304.

49. A. Smakula, J. Kalnajs, J. Sils // J. Opt. Soe. Amer. — 1953. — Vol. 43, № 8. — P. 822.

50. Бацанов, С. С. Структурная рефрактометрия / С. С. Бацанов— Москва : Высшая школа, 1976. — 304 с.

51. Свойства элементов: справочник / под. ред. Г.В. Самсонова. — Москва : Металлургия, 1978 — 600 с.

52. Бокий, Г. Б. Кристаллохимия / Г. Б. Бокий. — Москва : Наука, 1971. — 400 с.

53. Об электронной структуре кристалла TlCl. / Р. А. Эварестов [и др] // Физика твердого тела. — 1985. — Т. 23, № 4. — C. 1254-1256.

54. Новоселов, С. К. Химический сдвиг ЯМР и парамагнетизм Фан-Флека в орторомбической и кубической модификации TlI: учеб. пособие / С. К. Новоселов, Д. А. Байдунов, Л. П. Страхов. — Ленинград : Вестник Ленинградского университета, 1971 — 54 с.

55. Hellwege, K.-H. Landolt-Börnstein. Zahlenwerte und Funktionen aus Naturwissenschaften und Technik / K.-H. Hellwege A. M. Hellwege. — Berlin, Heidelberg, 1980. — 300 p.

56. Ильясов И. И., Рожковская Л. В., Бергман А. Г. // Журнал неорганической химии. — 1957. — Т. 2. — С. 1883

57. Гауэр, Дж. Оптические системы связи / Дж. Гауэр. — Москва : Радио и связь, 1989. — 499 с.

58. Исследование физических свойств монокристаллов галогенидов цезия и волокон, полученных на их основе / И. П. Антонив [и др.] // Сб. тезисов докладов Всесоюзной конференции «Волоконная оптика». — Москва : Физика, 1990. — С. 110-132.

59. Crystran Ltd. [Электронный ресурс]. — Электрон. дан. — Режим доступа: www. crystran. co.uk.

60. Fabrication of silver halide fibers by extrusio / D. Chen [et al.] // Journal Fiber Optics. — 1979. — P. 119-122.

61. Garfunkel, J. Infrared transmitting fiber of polycrystalline silver halides / J. Garfunkel, R. Skogman, R. Walterson // Journal Quantum Electronics. — 1979. —Vol. 15. — P. 994.

62. Almaz optics [Электронный ресурс]. — Электрон. дан. — Режим доступа: http: //www.almazoptics.com.

63. International Crystal Laboratories [Электронный ресурс]. — Электрон. дан. — Режим доступа: http://www.internationalcrystal.net/.

64. High purity silver bromide crystals containing less than several parts per billion of iodide / C. B. Childs // Journal of Crystal Growth. — 1977. — Vol. 38. — C. 262264.

65. Химик. Сайт о химии. [Электронный ресурс] : галогениды. — Электрон. дан. — Режим доступа: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/896.html.

66. ЗАО «Опто-техническая лаборатория» [Электронный ресурс]. — Электрон. дан. — Режим доступа: http://www.optotl.ru/. — Загл. с экрана. — Яз. рус.

67. Компания «Александр». [Электронный ресурс]. — Электрон. дан. — Режим доступа: http://www.alexandropt.com/. — Загл. с экрана. — Яз. рус.

68. Кацуяма, Т. Инфракрасные волоконные световоды / Т. Кацуяма, Х. Мацумура. — Москва : Мир. — 1992. — 272 с.

69. Козлов, Ф. Н. Растворимость и кристаллизация галогенидов таллия (I) из водных растворов / Ф. Н. Козлов, Г. А. Китаев, Л. В. Жукова // Журнал неорганической химии. — 1983. — Т. 28. — C. 482-486.

70. Китаев, Г. А. Растворимость галогенидов таллия (I) и их твердых изоморфных смесей в полярных растворителях / Г. А. Китаев, Л. В. Жукова, Ф. Н. Козлов // Журнал физической химии. — 1980. — Т. 54. — C. 2032-2036.

71. Пенкаля, Т. Очерки кристаллохимии / Т. Пенкаля. — Ленинград : Химия, 1974. — 496 с.

72. Коршунов, Б. Г. Галогениды, диаграммы плавкости / Б. Г. Коршунов, В.

B. Сафонов. — Москва : Металлургия, 1991. — 248 c.

73. Химик. Сайт о химии. [Электронный ресурс] : серебра галогениды. — Электрон. дан. — Режим доступа: http://www.xumuk.ru/encyklopedia/2/4019.html

74. Жукова Л. В., Гусельников А. В., Корсаков А. С., Чазов А. И. «Инфракрасные световоды на основе твёрдых растворов галогенидов серебра». // Вестник Уральского государственного технического университета - УПИ, серия химическая. Екатеринбург. 2005. №5(57). С. 219-221.

75. Термоаналитическое исследование систем AgCl-AgI и AgBr-AgI / В. В. Грознецкий [и др.] // Ж. неорг. химии. — 1988. — Т.33, № 3. — С. 711-713.

76. Takashi K., Tamaki, S., Hazada S. // Solid State ionics. — 1984. — Vol. 14. — p.107.

77. Урусов, B. C. Теория изоморфной смесимости / B. C. Урусов. — Москва : Наука, 1977. — 335 с.

78. Багдасаров, Х. С. Высокотемпературная кристаллизация из расплава / Х.

C. Багдасаров. — Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2004. — 160 с.

79. Наний, О. Е. Фотонно-кристаллические волокна / О. Е. Наний, Е.Г. Павлова // LIGHTWAVE Russian Edition. — 2004. — №3. — С. 47-53.

80. Bandgap guidance in hybrid chalcogenide-silica photonic crystal fibers / N. Granzow [et al.] // Opt. Lett. — 2011. — Vol. 36, № 13. — P. 2432-2434.

81. Rastogi, V. Propagation characteristics of a segmented cladding fiber / V. Rastogi, K.S. Chiang // Opt. Lett. — 2001. — V. 26, № 8. — P. 491-493.

82. Polymer long-period waveguide gratings / K.S. Chiang [et al.] // Tech. Digest of Opt. Fiber Comm. Conf. — Los Angeles : OSA, 2004. — 30 p.

83. Millo, A. Single-mode octagonal photonic crystal fibers for the middle infrared / A. Millo, L. Lobachinsky, A. Katzir // Applied Physics Letters. — 2008. — V. 92. — P. 021112-1-021112-3.

84. Желтиков, А. М. Микроструктурированные световоды в оптических технологиях / А. М. Желтиков. — Москва : Физматлит, 2009. — 191 с.

85. Saleh B.E.A., Teich M.C. Fundamentals of photonics. // John Wiley & sons. 1991.

86. Born, M. Principles of optics: electromagnetic theory of propagation, interference and diffraction of light / M. Born, E. Wolf. — Oxford : Pergamon Press, 1964. — 952 p.

87. Gallagher, D. F. Eigenmode Expansion Methods for Simulation of Optical Propagation in Photonics / D. F. Gallagher, T. P. Felici // Pros and Cons. Photonics West. — Oxford : Photon Design, 2003. — P. 69-82.

88. Felbacq, D. Scattering by a random set of parallel cylinders / D. Felbacq, G. Tayeb, D. Aystre // J. Opt. Soc. Am. A — 1994. — Vol. 11. — P. 2526- 2538.

89. Okamoto, K. Fundamentals of Optical Waveguides / K. OkamotoSan. — Diego : CA: Academic, 2000. — 584 p.

90. Multipole method for microstructured optical fibers. I. Formulation. / T. P. White [et al.] // J. Opt. Soc. Am. B — 2002. — Vol. 19. — P. 2322-2330.

91. Multipole method for microstructured optical fibers. II. Implementation and results / T. P. White [et al.] // J. Opt. Soc. Am. B. — 2002. — Vol. 19. — P. 23312340.

92. Hochman, A. Analysis of strictly bound modes in photonic fibers by use of a source-model technique / A. Hochman, Y. Leviatan // J. Opt. Soc. Am. A. — 2004. — Vol. 21, № 6. — P. 1073-1081.

93. Photonic crystals: molding the flow of light / J. D. Joannopoulos [et al.]. — New Jersey : Princeton University Press, 2008. — 304 p.

94. Zhu, Q. Control of photonic band gaps in one-dimensional photonic crystals / Q. Zhu, D. Wang, Y. Zhang. // Optik. — 2011. — Vol. 122. — P. 330-332.

95. Thevenot, M. A dielectric photonic parabolic reflector / M. Thevenot, A. Reineix, B. Jecko. // Microwave and Opt. Tech. Lett. — 1999. — Vol. 21, № 6. — P. 411-414.

96. Photon confinement in one-dimensional photonic quantum-well structures of nanoporous silicon / S. H. Xu [et al.] // Solid State Commun. — 2003. — Vol. 126. — P. 125-128.

97. Giant enhancement of second harmonic generation in a finite photonic crystal with a single defect and dual-localized mode / F.F. Ren [et al.] // Phys. Rev. B. — 2004.

— Vol. 70. — P. 245109.

98. S.G. Johnson, J.D. Joannopoulos. Introduction to photonic crystals: Bloch's theorem, band diagrams, and gaps (but no defects) [Электронный ресурс]. — Электрон. дан. — IAP Lecture Materials, 2003. — Режим доступа: http://ab-initio.mit.edu/photons/tutorial/.

99. D. J. Norris. The photonic bandgap and colloidal crystals [Электронный ресурс]. — Электрон. дан. — Режим доступа: http://nanoparticles.org/pdf/9-Norris.pdf.

100. M.R. Shenoy. The Density of States [Электронный ресурс]. — Электрон. дан.

— Режим доступа: https://www.youtube.com/watch?v=smKQtZUhtBQ].

101. Yablonovitch, E. Photonic band-gap structures / E. Yablonovitch // J. Opt. Soc. Am. B. — Vol. 10, № 2. — P. 283-295.

102. P. Young. The single particle density of states [Электронный ресурс]. — Электрон. дан. — Режим доступа: http://young.physics.ucsc.edu/112/.

103. Kao, K. C. Dielectric-fibre surface waveguides for optical frequencies / K. C. Kao, G. A. Hockham. // IEE Proc. — 1986. — Vol. 133. — P. 191-198.

104. Noda, J. Polarization-maintaining fibers and their applications / J. Noda, K. Okamoto, Y. Sasaki // J. Lightwave Technol. — 1986. — Vol. 4, № 8. — P. 10711089.

105. Yeh, P. Theory of Bragg fiber / P. Yeh, A. Yariv, E. Maro. // J. Opt. Soc. A. — 1978. — Vol. 68, № 9. — P. 1196-1201.

106. Bend resistant large mode area fiber with multi-trench in the core / X. Wang [et al.] // Select. Topics in Quant. Electron. — 2016. — Vol. 22, № 2. — P. 4400508.

107. Very high numerical aperture fibers / W.J. Wadsworth [et al.] // Photon. Technol. Lett. — 2004. — Vol. 16, № 3. — P. 843-845.

108. R. Paschotta, Numerical aperture [Электронный ресурс]. — Электрон. дан.

— Режим доступа: https://www.rp-photonics.com/numerical_aperture.html].

109. Designing advanced very-large-mode-area fibers for power scaling of fiber-laser systems / F. Stutzki [et al.] // Optica. — 2014. — Vol. 1, № 4. — P. 233-242.

110. Coherent combining in an Yb-doped double-core fiber laser / J. Boullet [et al.] // Opt. Lett. — 2005. — Vol. 30, № 15. — P. 1962-1964.

111. Jiang, Z. Mode-area scaling of helical-core, dual-core fiber lasers and amplifiers using an improved bend-less model / Z. Jiang, J. R. Marciante // J. Opt. Soc. Am. B. — 2006. — Vol. 23, № 10. — P. 2051-2058.

112. Napiorkowski, M. Rigorous simulations of a helical core fiber by the use of transformation optics formalism / M. Napiorkowski, W. Urbanczyk // Opt. Expr. — 2014. — Vol. 22, № 19. — P. 23108.

113. Highly birefringent photonic crystal fiber / A. Ortigosa-Blanch [et al.] // Opt. Lett. — 2000. — Vol. 25, № 18. — P. 1325-1327.

114. A highly nonlinear fiber module and its application to the generation of ultrahigh repetition-rate sub-picosecond optical pulse train / K. Igarashi [et al.] // Furukawa Rev. — 2004. — Vol. 25. — P. 9-12.

115. Lin, S.-S. Supercontinuum generation in highly nonlinear fibers using amplified noise-like optical pulses / S.-S. Lin, S.-K. Hwang, J.-M. Liu // Opt. Expr. — 2014. — Vol. 22, № 4. — P. 203090.

116. L. Dong, L. Highly nonlinear silica suspended core fibers / L. Dong, B. Thomas, L. Fu // Opt. Expr. — 2008. — Vol. 16, № 21. — 16423-16430.

117. Low-index liquid core photonic crystal fiber design / J. Park [et al.] // Proc. of IEEE Photonics Conference. — San Diego, 2014. —P. ThE1.2. 597-598.

118. Correa, R. A. Development of hollow-core photonic bandgap fibres free of surface modes / R. A. Correa. —Southampton : University of Southampton, 2009. — 124 p.

119. Properties of a hollow-core photonic bandgap fiber at 850 nm wavelength / G. Bouwmans [et al.] // Opt. Expr. — 2003. — Vol. 11, № 14. — P. 1613-1620.

120. Design of 7 and 19 cells core air-guiding photonic crystal fibers for low-loss, wide bandwidth and dispersion controlled operations / R. Amezcua-Correa [et al.] // Opt. Expr. — 2007. — Vol. 15, № 26. — P. 17577-17586.

121. Models for guidance in kagome-structured hollow-core photonic crystal fibres / G. J. Pearce [et al.] // Opt. Expr. —2007. — Vol. 15, № 20. — P. 12680-12685.

122. Arismar Cerquira Jr., S. Recent progress and novel applications of photonic crystal fibers / S. Arismar Cerquira Jr. // Rep. Prog. Phys. — 2010. — Vol. 73, № 2. — P. 024401 (21pp).

123. Light and gas confinement in hollow-core photonic crystal fibre based photonic microcells / F. Benabi [et al.] // European Opt. Soc. — 2009. — Vol. 4. — P. 09004 (9 p.).

124. Ho, K. M. Existence of a photonic gap in periodic dielectric structures / K. M. Ho, C. T. Chan, C. M. Soukoulis // Phys. Rev. Lett. —1990. — Vol. 65, № 25. — P. 3152-3155.

125. John, S. Strong localization of photons in certain disordered dielectric superlattices / S. John // Phys. Rev. Lett. — 1987. — Vol. 58, № 23. — P. 2486-2489.

126. Yablonovitch, E. Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and electronics / E. Yablonovitch // Phys. Rev. Lett. — 1987. — Vol. 58, № 20. — P. 20592062.

127. Yablonovitch, E. Photonic band structure: the face-centered cubic case employing nonspherical atoms / E. Yablonovitch, T. J. Gmitter, K. M. Leung // Phys. Rev. Lett. — 1991. — Vol. 67, № 17. P. 2295-2298.

128. A three-dimensional photonic crystal operating at infrared wavelengths / S. Y. Lin [et al.] // Nature. — 1998. — Vol. 394, № 16. — P. 251-253.

129. Microassembly of semiconductor three-dimensional photonic crystals / K. Aoki [et al.] // Nature. — 2003. —Vol. 2. — P. 117-121.

130. On-chip natural assembly of silicon photonic bandgap crystals / Y. A. Vlasov [et al.] // Nature. — 2001. — Vol. 414. — P. 289-293.

131. Lousse, V. Waveguides in inverted opal photonic crystals / V. Lousse, S. Fan // Opt. Expr. — 2006. — Vol. 14, № 2. — P. 866-878.

132. Submicron three-dimensional infrared GaAs/AlxOy-based photonic crystal using single-step epitaxial growth / J. Sabarinathan [et al.] // Appl. Phys. Lett. — 2001. — Vol. 78, № 20. — P. 3024-3026.

133. Optical properties of a three-dimensional silicon square photonic crystal / S.R. Kennedy [et al.] // Photonics and Nanostructures: Fund. Applic. — 2003. — Vol. 1. — P. 37-42.

134. Jensen, M. O. Square spiral 3D photonic bandgap crystals at telecommunications frequencies / M. O. Jensen, M. J. Brett // Opt. Expr. — 2005. — Vol. 13, № 9. — P. 3348-3354.

135. ГОСТ 21553-76 Пластмассы. Методы определения температуры плавления. — Москва : Издательство стандартов, 2001. — 14 с.

136. Ормонт, Б. Ф. Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников / Б. Ф. Ормонт. — Москва : Высшая школа, 1973. — 647 с.

137. Structure modeling and growing AgClxBr1-x, Ag1-xTlxBr1-xIx, and Ag1-xTlxClyIzBn-y-z crystals for infrared fiber optics / A. Korsakov [et al.] // J. Cryst. Growth. — 2014. — Vol. 386. — P. 94-99.

138. Fendley, J. J. Measurement of refractive index using a Michelson interferometer / J. J. Fendley // Phys. Educ. — 1982. — Vol. 17. № 5. —P. 209-211.

139. Padera, F. Measuring Absorptance (k) and Refractive Index (n) of Thin Films with the PerkinElmer Lambda 950/1050 High Performance UV-Vis/NIR / F. Padera // Spectrometers Application note: UV/Vis Spectroscopy, 2013. — Shelton : PerkinElmer Inc. — 14 p.

140. Rogers, J. R. Conversion of group refractive index to phase refractive index / J. R. Rogers, M. D. Hopler // J. Opt. Soc. Am. A. — 1988. — Vol. 5, № 10. — P. 15951600.

141. Korsakov, A. S. Measuring spectral transmission and refractive index of AgCl1-xBrx (0 < x < 1) and Ag1-xTlxBr1-xIx (0 < x < 0.05) at the wavelength of 10.6 цт / A. S. Korsakov, D. S. Vrublevsky, L. V. Zhukova // Opt. Mat. — 2015. — Vol. 50. — P. 204-207.

142. Dharma J. Simple method of measuring the band gap energy value of TiO2 in the powder form using a UV/Vis/NIR spectrometer / J. Dharma // Spectrometers Application note: UV/Vis Spectroscopy, 2012. — Shelton : PerkinElmer Inc. — 4 p.

143. Bunimovich, D. Dielectric properties of silver halide and potassium halide crystals / D. Bunimovich, A. Katzir // Appl. Opt. — 1993. — Vol. 32. №. 12. — P. 2045-2048.

144. Bunimovich, D. Absorption measurements of mixed silver halide crystals and fibers by laser calorimetry / D. Bunimovich, L. Nagli, A. Katzir // Applied optics. — 1994. — Vol. 33, № 1. — P. 117-119.

145. Mechanisms of optical losses in polycrystalline KRS-5 fibers / V. G. Artjushenko [et al.] // J. Lightwave Technology. — 1986. — Vol. 4, № 4. — P. 461465.

146. Optical losses in polycrystalline thallium halide fibres at CO- and CO2-laser wavelengths / V. G. Artjushenko [et al.] // Electronics letters. — 1984. — Vol. 20, № 2. — P. 94-94.

147. Optical properties of mixed silver halide crystals and fibers / L. Nagli [et al.] // Journal of applied physics. — 1993. — Vol. 74, № 9. — P. 5737-5740.

148. Absorption edges of mixed silver-halide crystals and polycrystalline optical fibers / N. Barkay [et al.] // Applied physics letters. — 1989. — Vol. 54. № 12. — P1083-1085.

149. Silver halide single-mode fibers for the middle infrared / S. Shalem [et al.] // Appl. Phys. Lett. — 2005. — Vol. 87. — P. 091103.

150. Barklay, N. Elasticity of mixed silver-halide polycrystalline optical fibers / N. Barklay, A. Katzir // Appl. Phys. — 1993. — Vol. 74, № 4. — P. 2980-2982.

151. Mechanical properties of mixed silver-halide crystals and polycrystalline optical fibers / N. Barkay [et al.] // J. Appl. Phys. — 1988. — Vol. 54, № 10. — P. 5256-5258.

152. Barkay, N. High-cycle fatigue of silver halide infrared fibers / N. Barkay, A. German, A. Katzir // Applied optics. 1994. V. 33 (13). P. 2734-2736.

153. Barkay, N. Mechanical fatigue monitoring using absorption spectroscopy of infrared fibers / N. Barkay, A. Katzir // Appl. Phys. Lett. — 1993. — Vol. 63, № 13. — P. 1762-1764.

154. German, A. Fatigue of mixed silver halide polycrystalline optical fibers / A. German, A. Katzir // J. Mat. Science. — 1996. — Vol. 31. — P. 5109-5112.

155. ГОСТ 24452-80. Бетоны. Методы определения призменной прочности, модуля упругости и коэффициента Пуассона. — Москва : Издательство стандартов, 2005. — 13 с.

156. Синтез новых наноструктурированных кристаллов AgBr - TlI, AgClxBr1-x, в том числе легированных TlI / А. С. Корсаков [и др.] // Цветные металлы. — 2010. — № 1. — С. 69-72.

157. Способ получения высокочистых веществ : пат. 2160795 Рос. Федерации, МПК 7 C30B7/04, C30B29/12, B01D9/02, C01F17/00 / Жукова Л. В., Жуков В. В., Китаев Г. А. ; заявитель и патентообладатель Уральский государственный технический университет. — заявл. 07.07.1999 ; опубл. 20.12.2000, Бюл. 33. — 8 стр.

158. Николаева, Н. М. Химические равновесия в водных растворах при повышенных температурах / Н. М. Николаева. — Новосибирск : Наука, 1982. — 153 с.

159. Лурье, Ю. Ю. Справочник по аналитической химии / Ю. Ю. Лурье. — Москва : Химия, 1989. — 448 c.

160. Жукова, Л. В. Растворимость TlBr, TlI и их твердых растворов в воде / Л. В. Жукова, Г. А. Китаев, Ф. Н. Козлов // Журнал физической химии. — 1978. — Т. 52, № 7. — С. 1692-1695.

161. Зелянский, А. В. Растворимость AgCl, AgBr в галогенводородных кислотах / А. В. Зелянский, Л. В. Жукова, Г. А. Китаев // Неорганические материалы. — 2001. — Т. 37, № 5. — С. 523-526.

162. Козлов, Ф. Н. Растворимость AgCl, AgBr и их твердых растворов в воде / Ф. Н. Козлов, Г. А. Китаев, Л. В. Жукова // Журнал неорганической химии. — 1984. — Т. 29, № 10. — С. 2710-2712.

163. Photonic crystalline IR fibers for the spectral range of 2,0 - 40,0 ^m / L. V. Zhukova [et al.] // Applied Optics. — 2012. — Vol. 51, № 13. — P. 2414-2418.

164. Термодинамическое исследование кристаллов системы AgBr - TlI и получение ИК-световодов нанокристаллической структуры на их основе / А. С. Корсаков [и др.] // Цветные металлы. — 2013. — № 4. — С. 62-66.

165. Жукова, Л. В. Инфракрасные кристаллы. Теория и практика : учебник / Л. В. Жукова, А. С. Корсаков, Д. Д Салимгареев. — Екатеринбург : УМЦ УПИ. — 2015. — 215 с.

166. Гребнева, А. А. Гидрохимических синтез твердых растворов AgClxBr1-x / А. А. Гребнева, Н. К. Булатов, Л. В. Жукова // Неорганические материалы. — 2010.

— Т.46, №6. — С 751-756.

167. Булатов, Н. К. Применение модели регулярных растворов для описания расчета равновесия кристаллы-расплав в системе AgCl-AgBr / Н. К. Булатов, А. А. Гребнева, Л. В. Жукова // Расплавы. — 2009. — №6. — С. 86-93.

168. Гребнева, А. А. Гидрохимический синтез твердых растворов {AgCl, AgBr}(X) / А. А. Гребнева, Н. К. Булатов, Л. В. Жукова. — Саарбрюккен : LaB LAMBERT Academic published, 2013. — 175 c.

169. Исследование фазовых равновесий и моделирование структуры системы AgBr - TlBr0.46I0.54 / А. С. Корсаков [и др.] // Цветные металлы. — 2014. — № 8.

— С. 50-54.

170. Growth of Nonstoichiometric PbTe Crystals by the Vertical Bridgman Method Using the Axial-Vibration Control Technique / I. Kh. Avetisov [et al.] // Crystallography Reports. — 2005. — Vol. 50, № 1. — P. S124-S129.

171. A computer-based facility for investigating the melt hydrodynamics during Bridgman crystal growth at low-frequency vibrations in a melt / I. Kh. Avetisov [et al.] // Instrum. Exp. Tech. — 2004. — Vol. 47. — P. 554-561.

172. Fedyushkin, A.I. Influence of vibrations on Marangoni convection and melt mixing in Czochralski crystal growth / A. I. Fedyushkin, N. G. Bourago // Proceedings of 2nd Pan Pacific Basin Workshop on Microgravity Sciences Pasadena. — 2001. — P. 1-9.

173. Investigating the optical properties of polycrystalline AgCll-xBrx (0<x<1) and Ag0.95Tl0.05Br0.95I0.05 for IR engineering / A. S. Korsakov [et al.] // Applied Optics. — 2015. — Vol. 54, № 26. — P. 8004-8009.

174. The Potential of Rare Earth Doped Silver Halide Crystals for Mid-IR Solid State Lasers and Fiber Lasers and Amplifiers / O. Gayer, [et al.] // Technical Diges, 2006.

— P. JThC32.

175. Ravindra, N. Energy gap - refractive index relations in semiconductors / N. Ravindra, P. Ganapathy, J. Choi // Infrared Physics & Technology. — 2007. — Vol. 50, № 1. — P. 21-29.

176. Moss, T. Relations between the refractive index and energy gap of semiconductors / T. Moss // Physica Status Solidi B. — 1985. — Vol. 131, № 2. — P. 415-427.

177. Reddy, R. Optical and electronic properties of compound semiconductors / R. Reddy, S. Anjaneyulu, R. Viswanath // Infrared Physics. — 1992. — Vol. 33, № 5. — P. 385-388.

178. Reddy, R. A study on the Moss relation / R. Reddy, Y. Ahammed // Infrared Physics & Technology. — 1995. — Vol. 36, № 5. — P. 825-830.

179. Herve, P. General relation between refractive index and energy gap in semiconductors / P. Herve, L. Vandamme // Infrared Physics & Technology. — 1994.

— Vol. 35, № 4. — P. 609-615.

180. Model for calculating the refractive index of a III-IV semiconductor / M. Anani [et al.] // Computational Materials Science. — 2008. — Vol. 41, № 4. — P. 570-575.

181. Kumar, V. Model for calculating the refractive index of different materials / V. Kumar, J. Singh // Indian Journal of Pure & Applied Physics. — 2010. — Vol. 48. — P. 571-574.

182. Tripathy, S. Refractive indices of semiconductors from energy gaps / S. Tripathy // Optical Materials. — 2015. — Vol. 46, P. 240-246.

183. Dionne, G. Optical properties of some Pb1-xSnxTe alloys determined from infrared plasma reflectivity / G. Dionne, J.C. Woolley // Physical Review. B. — 1972.

— Vol. 6. — P. 3898-3913.

184. Gopal, V. Energy gap-refractive index interrelation / V. Gopal // Infrared Phys.

— 1982. — Vol. 22, № 5. — 255-257.

185. Fleming, J. W. Dispersion in GeO2-SiO2 glasses / J. W. Fleming // Appl. Opt. — 1984. — Vol. 23, № 24. — P. 4486-4493.

186. Manifacier, J. C. A simple method for the determination of the optical constants,

n, k and the thickness of a weakly absorbing thin film / J. C. Manifacier, J. Gasiot, J. P. Fillard // Journal of Physics E: Scientific Instruments. — 1976. — Vol. 9. — P. 1002-1004.

187. Hassanien, A. S. Effect of Se addition on optical and electrical properties of chalcogenide CdSSe thin films / A. S. Hassanien, A. A. Akl // Superlattices and Microstructures. — 2016. — Vol. 89. — P. 153-169.

188. Antireflective coating for AgBr-TlI and AgBr-TlBr0.46I0.54 solid solution crystals / A. Korsakov [et al.] // Optical Materials. — 2016. — Vol. 62. — P. 534-537.

189. Deinega, A. Minimizing light reflection from dielectric textured surfaces / A. Deinega, I. Valuev, B. Potapkin, Y. Lozovik // Journal of the Optical Society of America A. — 2011. — Vol. 28, № 5. — P. 770-7.

190. ГОСТ 25.602-80 Расчеты и испытания на прочность. Методы механических испытаний композиционных материалов с полимерной матрицей (композитов). Метод испытания на сжатие при нормальной, повышенной и пониженной температурах. — Москва : Издательство стандартов, 1980. — 16 с.

191. Full 2-D photonic bandgaps in silica/air structures / T. A. Birks [et al.] // Electron. Lett. — 1995. — Vol. 31. — P. 1941-1943.

192. Russell, P.S. Photonic crystal fibers / P. S. Russell // Science. —2003. — Vol. 299. — P. 358-362.

193. Cladding-mode-resonances in air-silica microstructure optical fibers / B. J. Eggleton [et al.] // J. Lightwave Technol. — 2000. — Vol. 18. — P. 1084-1100.

194. Mortensen, N. A. Effective area of photonic crystal fibers / N. A. Mortensen // Opt. Express. — 2002. — Vol. 10. — P. 341-348.

195. Multipole method for microstructured optical fibers. I. Formulation / T. P. White [et al.] // J. Opt. Soc. Am. B. — 2002. — Vol. 19. — P. 2322-2330.

196. Saitoh, K. Confinement losses in airguiding photonic bandgap fibers / K. Saitoh, M. Koshiba // IEEE Photon. Technol. Lett. — 2003. — Vol. 15. — P. 236-238.

197. Altman, Z. Cutoff frequencies of dielectric waveguides using the multifilament current model / Z. Altman, H. Cory, Y. Leviatan // Microwave Opt. Technol. Lett. — 1990. — Vol. 3. — P. 294-295.

198. Leviatan, Y. Generalized formulations for electromagnetic scattering from perfectly conducting and homogeneous material bodies—theory and numerical solution / Y. Leviatan, A. Boag, A. Boag // IEEE Trans. Antennas Propag. — 1988. — Vol. 36. — P. 1722-1734.

199. Leviatan, Y. Analytic continuation considerations when using generalized formulations for scattering problems / Y. Leviatan // IEEE Trans. Antennas Propag. — 1990. — Vol. 38. — P. 1259-1263.

200. Hafner, C. The Generalized Multipole Technique for Computational Electromagnetics Artech House / C. Hafner. — London : Artech House Publishers, 1990. — 312 p.

201. Generalized Multipole Techniques for Electromagnetic and Light Scattering / edit. by T. Wriedt. — Amsterdam : Elsevier, 1999. — 264 p.

202. Lin, X. E. Photonic band gap fiber accelerator / X. E. Lin // Phys. Rev. ST Accel. Beams. — 2001. — Vol. 4. — P. 051301.

203. Analysis methods for electromagnetic wave problems / edit. by E. Yamashita.

— London : Artech House, 1990. — 414 p.

204. McIsaac, P. R. Symmetry-induced modal characteristics of uniform waveguides—I: Summary of results / P. R. McIsaac // IEEE Trans. Microwave Theory Tech. — 1975. — Vol. 23. — P. 421-429.

205. Out of plane propagation of electromagnetic waves in a two-dimensional periodic dielectric medium / A. A. Maradudin, A. R. McGurn // J. Mod. Opt. — 1994.

— Vol. 41. — P. 275-284.

206. Lehoucq, R. ARPACK Users' Guide: Solution of Large-Scale Eigenvalue Problems with Implicitly Restarted Arnoldi Methods / R. Lehoucq, D. Sorensen, C. Yang. — Philadelphia : Society for Industrial and Applied Mathematics, 1998. — 140 p.

207. CeramOptec. Fibers [Электронный ресурс]. — Электрон. дан. — Режим доступа: http://www.ceramoptec.de/products/fibers.html

208. Fujikura. Products [Электронный ресурс]. — Электрон. дан. — Режим доступа: http://www.fujikura.co.jp/eng/products/index.html#/nl-lv2-02/nl-lv2-02-

lv3-01/nl-lv2-02-lv3 -01 -lv4-01

209. ThorLabs. Single Mode Fiber [Электронный ресурс]. — Электрон. дан. — Режим доступа: https://www.thorlabs.com/newgrouppage9.cfm?objectgroup_id=949

210. Photonic crystal fibers: a new class of optical waveguide / D. Broeng // Opt. Fiber Technol. — 1999. — Vol. 5. — P. 305-330.

211. Richardson, D. J. High power fiber lasers: current status and future perspectives / D. J. Richardson, J. Nilsson, W. A. Clarkson // J. Opt. Soc. Am. B. — 2010. — Vol. 27, № 11. — P. B63-B92.

212. Ballato, J. Materials development for next generation optical fiber / J. Ballato, P. Dragic // Materials. — 2014. — Vol. 7. — P. 4411-4430.

213. Nielsen, M. D. Photonic crystal fiber with an effective area of 600 цт2 and low bending loss / M. D. Nielsen, J. R. Folkenberg, N. A. Mortensen. // Electron. Lett. — 2003. — Vol. 39, № 25. — P. 1802-1803.

214. Large mode area multi-trench fiber with delocalization of higher order modes / D. Jain [et al.] // J. Selected Topics in Quant. Electronics. — 2014. — Vol. 20, № 5. — P. 0902909.

215. Silver halide photonic crystal fibers for the middle infrared / E. Rave [et al.] // Appl. Opt. — 2004. — Vol. 43, № 11. — P. 2236-2241.

216. Artyushenko, V. Mid IR-fiber for process spectroscopy and laser power delivery / V. Artyushenko // Proc. Adv. Photonics. — 2014. — P. JTu3A.10.

217. Godard, A. Infrared (2-12 ^m) solid-state laser sources: a review / A. Godard // C.R. Physique. — 2007. — Vol. 8. — P. 1100-1128.

218. Mid-infrared gas filled photonic crystal fiber laser based on population inversion / A. M. Jones [et al.] // Opt. Express. — 2011. — Vol. 19, № 3. — P. 2309-2316.

219. Review of infrared fiber-based components / R. R. Gattass [et al.] // Appl. Opt. — 2015. — Vol. 54, P. 31. — P. F25-F34.

220. All-silica single-mode optical fiber with photonic crystal cladding / J. C. Knight [et al.] // Opt. Lett. — 1996. — Vol. 21, № 19. — P. 1547-1549.

221. Properties of photonic crystal fiber and the effective index model / J.C. Knight [et al.] // J. Opt. Soc. Am. A. — 1998. — Vol. 15, № 3. — P. 748-753.

222. Maji, P. S. Circular photonic crystal fibers: numerical analysis of chromatic dispersion and losses / P. S. Maji, P. R. Chaudhuri // ISRN Opt. — 2013 — P. 1-9.

223. Low-nonlinearity single-transverse-mode ytterbium-doped photonic crystal fiber amplifier / J. Limpert [et al.] // Opt. Exp. — 2004. — Vol. 12, № 7. — P. 13131319.

224. An endlessly dingle-mode photonic crystal fiber with low chromatic dispersion, and bend and rotational insensitivity / E. K. Akowuah // J. Lightwave Technol. — 2009. — Vol. 27, № 7. — P. 3940-3947.

225. Birks, T. A. Endlessly single-mode photonic crystal fiber / T. A. Birks, J. C. Knight, P. St. Russell // Opt. Lett. — 1997. — Vol. 22, № 13. — P. 961-963.

226. Modal cutoff and the V parameter in photonic crystal fibers / N.A. Mortensen // Opt. Lett. — 2003. — Vol. 28, № 20. — P. 1879-1881.

227. Kuhlmey, B. T. Modal cutoff in microstructured optical fibers / B. T. Kuhlmey, R. C. McPhedran, C. M. de Sterke // Opt. Lett. — 2002. — Vol. 27, № 19. — P. 16841686.

228. Zendehnam, A. Optimum values of air-filling fraction for photonic crystal fibers with different configurations and fixed number of air rings / A. Zendehnam [et al.] // Appl. Opt. — 2014. — Vol. 53, № 6. — P. 1075-1082.

229. Ahmed, S. S. The influence of core diameter on endlessly single mode properties for index guiding photonic crystal fiber / S.S. Ahmed, A. I. Mahmood // IJAREEIE. — 2015. — Vol. 4, № 1. — P. 1-7.

230. Koshiba, M. Applicability of classical optical fiber theories to holey fibers / M. Koshiba, K. Saitoh // Opt. Lett. — 2004. — Vol. 29, № 15. — P. 1739-1741.

231. Saitoh, K. Empirical relations for simple design of photonic crystal fibers / K. Saitoh, M. Koshiba // Opt. Exp. — 2005. — Vol. 13, № 1. — P. 267-274.

232. Chiang, J.-S. Analysis of propagation characteristics for an octagonal photonic crystal fiber (O-PCF) / J.-S. Chiang, T.-L. Wu // Opt. Commun. — 2006. — Vol. 258. — P. 170-176.

233. Dong, L. Leakage channel optical fibers with large effective area / L. Dong, X. Peng, J. Li // JOSA B. — 2007. — Vol. 24, № 8. — P. 1689-1697.

234. Sarma, T. V. S. An active core fiber optic sensor for detecting trace H2S at high temperature using a cadmium oxide doped porous silica optical fiber as a transducer / T. V. S. Sarma, S. Tao // Sensors and Actuators B. — 2007. — Vol. 127. — P. 471479.

235. Microstructured active phosphate glass fibers for fiber lasers / A. Schulzgen [et al.] // J. Lightwave Technol. — 2009. — Vol. 27, № 11. — P. 1734-1740.

236. Kozina, O. N. Spectral characteristics of transmission and reflection of photonic-crystal layers containing active dielectric and nanoscale metallic rods / O. N. Kozina, L. A. Mel'nikov // Opt. and Spectrosc. — 2011. — Vol. 111, № 2. — P. 267-272.

237. Vidne, Y. Spatial modes in a PCF fiber generated continuum / Y. Vidne, M. Rosenbluh // Opt. Exp. — 2005. — Vol. 13, № 24. — P. 9721-9728.

238. Renversez, G. Second mode transition in microstructured optical fibers: determination of the critical geometrical parameter and study of the matrix refractive index and effects of cladding size / G. Renversez, F. Bordas, B.T. Kuhlmey // Opt. Lett.

— 2005. — Vol. 30, № 11. — P. 1264-1266.

239. Nielsen, M. D. Photonic crystal fiber design based on the V-parameter / M. D. Nielsen, N. A. Mortensen // Opt. Exp. — 2003. — Vol. 11, № 21. — P. 2762-2768.

240. Kogelnik, H. Laser beams and resonators / H. Kogelnik, T. Li // Appl. Opt. — 1966. — Vol. 5, № 10. — P. 1550-1567.

241. Investigation of the single-mode operating regime of microstructured radiation-leakage channels / V. V. Demidov [et al.] // J. Opt. Technol. — 2013. — Vol. 80, № 5. — P. 309-312.

242. Gloge. D. Weakly guiding fibers / D. Gloge // Appl. Opt. — 1971. — Vol. 10, № 10. — P. 2252-2258.

243. Paschotta, R. LP modes / R. Paschotta // Encyclopedia of Laser Physics and Technology. — 2008. — 856 p.

244. Analysis of the fundamental space-filling mode of photonic crystal fibres: a symmetry point of view / Y. Li [et al.] // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. — 2008. — Vol. 10.

— P. 075302.

245. Knight, J. What can be done with photonic crystal fibers? / J. Knight // Proc.

Quantum Electronics and Laser Science Conference. — 2001. — P. QMH1.

246. Predicting macrobending loss for large-mode area photonic crystal fibers / M. D. Nielsen [et al.] // Opt. Exp. — 2004 — Vol. 12, № 8. — P. 1775-1779.

247. Rave, E. Ordered bundles of infrared-transmitting AgClBr fibers: optical characterization of individual fibers / E. Rave, L. Nagli, A. Katzir // Opt. Lett. — 2000. — Vol. 25, № 17. — P. 1237-1239.

248. Майер, А. А. Теория и методы выращивания кристаллов / А. А. Майер — Москва : МХТИ им. Д.И. Менделеева, 1970. — 292 с.

249. Improved fiber-detector coupling for MIR spectroscopy employing shaped silver halide fibers / J. Frank [et al.] // Appl. Spectrosc. — 2000. — Vol. 54, № 10. — P. 1417-1422.

250. Fiber probe for the spectral range of 2-45 ^m for IR-Fourier spectrometer / A.S. Korsakov [et. al.] // Optics InfoBase Conference Papers. — 2013. — P. FTu3D.5

251. A microstructured wavefront filter for the Darwin nulling interferometer / J. C. Flanagan [et. al.] // Proc. 6th Internat. Conf. on Space Optics. — 2006. — 8 pp.

252. Жукова Л.В. Серебряная медаль ВДНХ СССР, удостоверение № 17604, постановление от 04.12.86. Высокочистые кристаллы галогенидов серебра.

253. Wallner, O. Design of spatial and modal filters for nulling interferometers / O. Wallner, W. R. Leeb, R. Flatscher // SPIE Proc. — 2003.— Vol. 4838. — P. 668-679.

254. Modal filtering for midinfrared nulling interferometry using single mode silver halide fibers / A. Ksendzov [et. al.] // Applied Optics. — 2008. —Vol. 47, № 21. — P. 5728-5735.

255. Кристаллический сцинтиллятор Лия-2 : пат. 2066464 Рос. Федерации, МПК G01T1/202 / Жукова Л. В., Жуков В. В., Шульгин Б. В., Китаев Г. А., Гаврилов Л. Ф., Викторов Л. В. ; заявитель и патентообладатель Товарищество с ограниченной ответственностью Научно- технический центр «Оптические материалы» при Уральском государственном техническом университете. — заявл. 31.05.1994 ; опубл. 10.09.1996, Бюл. 7. — 4 с.

256. Сцинтилляционный световод : пат. 2154290 Рос. Федерации, МПК 7 G02B6/02, G02B6/16 / Жукова Л. В., Жуков В. В., Шульгин Б. В.,

Макурин Ю. Н. ; заявитель и патентообладатель Уральский государственный технический университет. — заявл. 11.05.1999 ; опубл. 10.08.2000, Бюл. 22. — 3 стр.

257. Кристаллический сцинтиллятор Лия-3 : пат. 2284044 Рос. Федерации, МПК G01T1/202 / Жукова Л. В., Шульгин Б. В., Жуков В. В., Горкунова С. И., Райков Д. В., Чазов А. И., Сергеев А. В. ; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет-УПИ. — заявл. 13.05.2005 ; опубл. 20.09.2006, Бюл. 26. — 3 с.

258. Эндоскопическая торакальная хирургия / А. М. Шулутко [и др.] // Москва : Медицина, 2006. — 392 с.

259. Finnerty, B. In first year, partnership targets rapid advances in biomedical sciences, technology and education [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.rit.edu/news/story.php?id=47201

260. ОСТ 42-21-2-85. Стерилизация и дезинфекция изделий медицинского назначения. Методы, средства и режимы. — Москва : Издательство стандартов, 1986. — 19 с.

261. МУ 287-113. Методические указания по дезинфекции, предстерилизационной очистке и стерилизации изделий медицинского назначения. — Москва : Издательство стандартов, 1989. — 28 с.

262. Исаченко, В. П. Теплопередача: учебник для вузов / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел. — Москва : Энергия, 1975. — 488 с.

263. Шмыгалев, А. С. Исследование и применение возможности передачи тепловой энергии кристаллическими световодами (2-40 мкм) / А. С. Шмыгалев, С. В. Фатьянов // ФОТОН-ЭКСПРЕСС. — 2015. — Т. 6, № 126. — С. 109-110.

264. Хацевич, Т. Н. Эндоскопы: Учеб. пособие / Т. Н. Хацевич, И. О. Михайлов. - Новосибирск : СГГА, 2002. - 196 с.

265. Волоконные световоды для среднего инфракрасного диапазона / л.в. Жукова, А.С. Корсаков, А.Е. Львов, Д.Д Салимгареев. Учебник 2016. 247с.

266. Накомото, К. ИК спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений / К. Накомото. — Москва : Мир, 1991. — 536 с.

267. Гал, Т. Определение последовательности выполнения пересекающихся штрихов методом фурье ИК-НПВО микроскопии / Т. Гал, А. Кароли, Ю. Сандор // Теория и практика судебной экспертизы. Научно-практический журнал. — 2006. — Т. 2, № 2. — С. 166-168.

268. Raichlin, Y. Fiber-Optic Evanescent Wave Spectroscopy in the Middle Infrared / Y. Raichlin, A. Katzir // Applied Spectroscopy. — 2008. — Vol. 62, № 2. — P. 55A-72A.

269. Наночастицы, наносистемы и их применение. Коллоидные квантовые точки / под ред. В. А. Мошникова, О. А. Александролвой. — Уфа : Аэтерана, 2015. — 236 с.

270. Промэнерголаб. Конфокальная микроскопия [Электронный ресурс] — Электрон. дан. — Режим доступа: https://www.czl.ru/tgroups/confocal-laser-scanning-microscopy/

271. Doubling the far-field resolution in midinfrared microscopy / Mahendar Kumbham [et al.] // Optics Express. — 2016. — Vol. 24, № 21. — P. 17.

272. Люминесценция объемных, волоконных и наноразмерных кристаллов LiF и NaF / А. Н. Черепанов. — Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2006. — 304c.

273. Черепанов, А. Н. Теоретические основы выращивания волоконных монокристаллов: метод лазерного разогрева / А. Н. Черепанов, Б. В. Шульгин, Т. С. Королева // Проблемы спектроскопии и спектрометрии. — 2005. — T. 18. — C. 33-40.

274. Способ получения двухслойного волоконного сцинтиллятора : пат. 2411280 Рос. Федерации, МПК C09K11/08 C09K11/62 G02B6/02 G01T1/20 / Жукова Л. В., Шульгин Б. В., Корсаков А. С., Жуков В. В. ; заявитель и патентообладатель ФГАОУ ВПО Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. — заявл. 08.04.2008 ; опубл. 10.02.2011, Бюл. 4. — 3 с.

275. Способ получения волоконных сцинтилляторов : пат. 2361239 Рос. Федерации, МПК G01T1/00 / Жукова Л. В., Черепанов А. Н., Примеров Н. В., Корсаков А. С., Шульгин Б. В. ; ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет-УПИ. — заявл. 07.04.2008 ; опубл. 10.07.2009, Бюл. 19. — 3 с.

Таблица П.1.1. Кристаллы, выращенные на установке ПКБ - 01

№ Внешний вид кристалла № п/п и состав п/п

Внешний вид кристалла и состав

1

2

3

4

AgCl0.50Br0.50

AgCl0.60Br0.40

Ag0.95Tl0.05Br0.95I0.05

AgCl0.78Br0.22

AgClo.85Br,

0.15

AgCl0.78Br0.22

AgCl0.60Br0.40

AgCl0.55Br0.45

AgClo.25Bro

o.75

AgClo.25Bro

o.75

15

21

AgClo.25Bro.

o.75

Ago.99Tlo.o1Bro.99Io.o1

Ago.95Tlo.o5Bro.95Io.o5

Ago.98Tlo.o2Bro.98lo.o2

23

26

Ag0.98Tl0.02Br0.98I0.02

1 мол. % TlBro,46Io,54 в AgBr

5 мол. % TlBro,46Io,54 в AgBr

10 мол. % TlBro,46Io,54 в AgBr

5 мол. % TlBro,46Io,54 в AgBr

3

28

31

4

5 мол. % TlBro,46Io,54 в AgBr

1 мол. % TlBro,46Io,54 в AgBr

AgCl0.66Br0.33

1,5 мол. % AgI в AgBr

AgCl0.25Br0.75

2

AgClo.18Bro.82

AgClo.25Bro.

0.75

AgClo.54Bro.46

з

4

Ago.88Tlo.12Bro.88Io.12

Ago.88Tlo.12Bro.88Io.12

Ago.17Tlo.83Bro.17Io.83

зб

41

4o мол. % TlBro.46Io. 54 в AgBr

Ago.17Tlo.83Bro.17Io.83

Ago.81Tlo.19Bro.81Io.19

AgClo.78Bro.22

1

Результаты моделирования модового состава ИК световодов

Таблица П.2.1.

Результаты моделирования модового состава волокна с шестигранной структурой вставок с эффективным диаметром сердцевины 100 мкм. Показатели преломления матрицы и вставок меняются - сочетания 2.171 (50% AgBr в Aga), 2.211 (75%) и 2,214 (82%). Nmax = 7, X = 10,6 мкм, расположение

источников (300) и тестовых точек (468).

4/Л| л, мкм Л|, мкм П1 Пт £1 £т Модовый состав

1 2 3 4 5 6 7 8

0.2 11.0 55.5 2.171 2.211 4.718 4.893 в4мшг

1 ЛАг * * ■ •,» * г

1 ^ V. ^ ^ 1 Л'Л ^

0.3 17.6 58.8 2.171 2.214 4.718 4.907 | ^ 1 > § « Й п |

4/Л|

Л,

мкм

Л|,

мкм

П1

£1

£т

Модовый состав

0.3

2

2.171

2.211

4.718

4.893

17.6

58.8

2.211

2.214

4.893

4.907

п

т

1

3

4

5

6

7

4/Л1