Волоконные световоды с активной сердцевиной, полученной путем спекания смеси порошкообразных оксидов исходных веществ тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Вельмискин, Владимир Владимирович

• Вельмискин, Владимир Владимирович
• кандидат физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Вельмискин, Владимир Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СВОЙСТВА АКТИВНЫХ ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ И ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К МЕТОДАМ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ. (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1 Основные типы активных волоконных световодов. Используемые активные легирующие примеси

1.2 Основные методы изготовления заготовок активных волоконных световодов.

1.3 Метод получения волоконных световодов путем спекания порошкообразных оксидов

1.4 Методики улучшения свойств оптического материала, полученного спеканием оксидов

Выводы

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ЗАГОТОВОК И ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ

2.1 Технология изготовления заготовок и волоконных световодов

2.2 Методики измерения оптических и структурных свойств заготовок и волоконных световодов

ГЛАВА 3. АКТИВНЫЕ ВОЛОКОННЫЕ СВЕТОВОДЫ,

ЛЕГИРОВАННЫЕ АЛЮМИНИЕМ И ИТТЕРБИЕМ

3.1 Методика уменьшения неоднородностей в оптическом материале, полученном при спекании крупнодисперсных порошкообразных оксидов.

3.2 Волоконные световоды, легированные алюминием

3.3 Волоконные световоды, легированные алюминием и иттербием 54 Выводы

ГЛАВА 4. АКТИВНЫЕ ВОЛОКОННЫЕ СВЕТОВОДЫ,

ЛЕГИРОВАННЫЕ ВИСМУТОМ

4.1 Кварцевые волоконные световоды с активной сердцевиной из магний-алюмосиликатного стекла, легированного висмутом

4.2 Кварцевые волоконные световоды, легированные только висмутом

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Волоконные световоды с активной сердцевиной, полученной путем спекания смеси порошкообразных оксидов исходных веществ»

Актуальность работы

В последние 20 лет различные типы лазеров все шире применяются в промышленности, производя революционные изменения в технологических процессах. Лазерная сварка, резка, гравировка и другие виды обработки материалов становятся обыденным делом. Однако действительно повсеместное использование лазеров часто сдерживается высокой стоимостью лазерных систем и сложностью в эксплуатации.

Высокая стоимость и сложность существующих твердотельных лазерных систем заставляют разработчиков лазерного оборудования все больше и больше обращаться к возможности использования волоконных световодов в качестве активных элементов лазеров. Преимуществами волоконных лазеров являются: прямая накачка лазерными диодами и ее полное поглощение на большой длине, что способствует высокому значению эффективности генерации (80% в случае использования легированного ионами иттербия кварцевого стекла в качестве активного материала); отсутствие проблем, связанных с термооптическими явлениями, которые представляют существенное ограничение для повышения мощности твердотельных лазеров; надежность и простота, по сравнению с неволоконными аналогами [1].

Дальнейшее развитие идет по двум основным направлениям: первым является повышение мощности, эффективности, качества выходного пучка для лазеров на ионах редкоземельных элементов (в первую очередь на ионах иттербия, а также эрбия, тулия и гольмия) [2]. Другое - поиск возможностей для получения генерации в областях спектра, которые не покрываются возможностями генерации на редкоземельных ионах [27, 28].

В обоих случаях ключевую роль играет материал активной сердцевины волоконного световода. Это должно быть кварцевое стекло, легированное активным веществом (оксидом иттербия, эрбия, тулия, гольмия, висмута и т.п.) и солегированное оксидами алюминия, германия или фосфора. При этом даже небольшие неоднородности в показателе преломления сердцевины могут свести на нет все ухищрения в конструкции оболочки световода, обеспечивающие одномодовость и большой диаметр выходного пучка.

Хорошо отработанные методы получения высокочистого материала для световедущей сердцевины на основе кварцевого стекла, использующие в различных модификациях процесс осаждения из газовой фазы (МС\Т), 0\Т>, РСУБ) позволяют в настоящее время производить десятки миллионов километров световодов в год для передачи оптического сигнала в линиях связи. Одним из самых важных параметров у световодов для передачи информации является оптическое затухание. В настоящее время у большинства производимых световодов оно не превышает 0,2 дБ/км на длине волны 1550 нм, вплотную приближаясь к значению затухания, обусловленному фундаментальными механизмами.

Однако, в случае активных световодов для волоконных лазеров и усилителей ситуация оказывается иной. Из-за небольшой длины используемых световодов (десятки метров), здесь не требуются сверхнизкие оптические потери. Достаточно оказывается 20 дБ/км, а при переходе на более эффективные конструкции, когда в одном лазере или каскаде усилителя будет использоваться 1 метр световода или меньше, приемлемыми будут оптические потери на уровне 100 дБ/км. В то же время существенно ужесточаются требования по равномерности распределения легирующих добавок по радиусу сердцевины, а главное, требуется введение в качестве легирующих добавок оксидов редкоземельных металлов или, например, висмута.

В результате, процесс осаждения из газовой фазы существенно усложняется. Обеспечение равномерного легирования по радиусу сердцевины и по длине заготовки волоконного световода оказывается достаточно сложной задачей [33, 41].

В таком случае возникает желание вернуться к издавна используемому методу получения легированного кварцевого стекла - его варке из смеси оксидов исходных веществ [34]. Однако «классический» вариант - варка в тигле

- для данной задачи, как правило, не подходит. Требуемая степень легирования кварцевого стекла сравнительно невысока (несколько молярных процентов в сумме по всем добавкам), поэтому нужна высокая температура варки (больше 1500 °С), что требует специальных печей и специальных материалов тиглей. В таких условиях крайне проблематично обеспечить чистоту получаемого стекла на таком уровне, чтобы оптические потери не превышали хотя бы 100 дБ/км. Кроме того, неконтролируемые загрязнения, например из материала тигля, могут существенно исказить люминесцентные свойства стекла [3].

В то же время, бурное развитие микроструктурированных световодов привело к разработке и усовершенствованию технологии их изготовления, когда капилляры, предварительно вытянутые из высокочистого кварцевого стекла, собираются в требуемую структуру, помещаются в трубку также из высокочистого кварцевого стекла и затем спекаются («консолидируются») в заготовку, из которой затем вытягивается волоконный световод [4]. Было показано, что при правильном соблюдении всех технологических предосторожностей, оптические потери в таких световодах могут выйти даже на уровень обычных световодов, то есть на 0,2 дБ/км.

Естественно, возникает желание попытаться совместить процесс варки стекла из смеси порошков оксидов с технологией получения микроструктурированных световодов, для получения стекла с приемлемыми для волоконной оптики оптическими потерями. Поэтому целью данной работы было развитие метода получения материала активной сердцевины из смеси порошков оксидов исходных веществ с использованием методик микроструктурирования.

Реализация намеченной цели предусматривала решение следующих задач:

1. Разработать методику спекания смеси порошков оксидов внутри высокочистой кварцевой трубки, исключающую загрязнение материала и образование пузырьков.

2. Разработать методики анализа однородности получаемого материала.

3. Разработать методику дальнейшей гомогенизации полученного материала с помощью методов микроструктурирования.

4. Изготовить световоды на основе полученных активных материалов.

5. Провести исследования оптических (в том числе генерационных) характеристик полученных световодов.

Научная новизна работы

1. Впервые повышение однородности материала, полученного методом спекания оксидов, было проведено путем циклической перетяжки-спекания материала. В результате оптические потери в световодах были снижены до уровня 60 дБ/км в случае легирования оксидом алюминия, и до 95 дБ/км в случае легирования оксидами алюминия и иттербия. С помощью атомно-силовой микроскопии исследована структура полученных световодов, обуславливающая их оптические свойства.

2. При использовании разработанной технологии впервые удалось изготовить световоды на основе кварцевого стекла, легированного оксидом висмута с концентрацией до ОД то1% без дополнительных легантов, с оптические потерями на уровне 1 дБ/м. Впервые исследованы оптические и люминесцентные свойства таких световодов в видимом и ближнем ИК диапазонах длин волн.

3. Впервые получены кварцевые волоконные световоды с активной сердцевиной из магний-алюмо-силикатного стекла (60 шо1% 8102, 30 шо1% М§0, 10 шо1% А120з), легированного висмутом. Благодаря использованию смеси исходных компонентов с температурой плавления менее 1500 °С минимальный уровень оптических потерь в таких световодах составил менее 1 дБ/м. Показано, что в области длин волн ~ 1 мкм уровень оптических потерь в таких световодах на порядок ниже, чем в аналогичных по составу образцах стекла, сваренного традиционным методом в тигле.

Научно-практическая значимость работы

Разработана методика получения активного материала сердцевины волоконных световодов путем спекания порошков оксидов в кварцевой трубке с последующим микроструктурированием (циклами перетягивание-спекание).

Полученные результаты могут быть использованы для разработки активных волоконных световодов с увеличенным размером поля моды, а также в исследованиях по получению новых активных материалов для волоконной оптики.

Работа выполнялась при поддержке Гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых № МК-8069.2010.2, а также Гранта Российского Фонда Фундаментальных Исследований № 10-02-00334-а.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы были представлены на девятой всероссийской конференции с элементами молодежной научной школы (Саранск, 2010 г.), третьей всероссийской конференции по волоконной оптике (Пермь, 2011г.), на симпозиуме международного общества оптического конструирования SPIE (Беллингем, США, 2010 г.), европейской конференции по оптическим коммуникациям ЕСОС (Вена, Австрия, 20 - 24 сентября 2009 г.), третьем международном форуме по нанотехнологиям (Москва, 1-3 ноября 2011 г.), а также докладывались на семинарах НЦВО РАН.

Основные результаты диссертации представлены в 10 публикациях, 2 из них - в журналах, рекомендованных ВАК:

I. B.B. Вельмискин, O.B. Егорова, C.JI. Семенов. - Порошковый метод создания легированных оптических материалов на основе кварцевого стекла для активных волоконных световодов. - Материалы нано-, микро-, и оп-тоэлектроники и волоконной оптики: физические свойства и применение. Сборник трудов девятой всероссийской конференции с элементами молодежной научной школы, 5-8 октября 2010, Саранск, с. 152.

II. И.А. Буфетов, С.Л. Семенов, В.В. Вельмискин, C.B. Фирстов,

Г.А. Буфетова, Е.М. Дианов. - Оптические свойства висмутовых активных центров в волоконных световодах из плавленого кварца без дополнительных легирующих добавок. - Квант, электроника, 2010, 40 (7), 639 - 641.

III. О.Н. Егорова, С.Л. Семенов, В.В. Вельмискин, М.Ю. Салганский, М.В. Яшков, А.Н. Гурьянов, Е.М. Дианов. - Одномодовый волоконный световод с фотонной запрещенной зоной и сердцевиной из кварцевого стекла, легированного ионами иттербия. - Квант, электроника, 2010, 40 (12), 1137 -1140.

IV. В.В. Вельмискин, О.В. Егорова, С.Л. Семенов. - Метод создания легированных оптических материалов на основе кварцевого стекла для активных волоконных световодов путем спекания порошков оксидов. - Третья всероссийская конференция по волоконной оптике. Пермь, 12-14 октября 2011 года, статья В7-3.

V. O.N. Egorova, S.L. Semjonov, A.F. Kosolapov, V.V. Velmiskin,

A.D. Pryamikov, A.S. Biriukov, M.Y. Salganskii, V.F. Khopin, M.V. Yashkov, A.N. Gurianov, E.M. Dianov. - Large Mode Area Single-Mode Ytterbium Doped All-Solid Photonic Bandgap Fiber. - ECOC 2009, September 20 - 24, Vienna, Austria, paper 2.1.5.

VI. С.Л. Семенов, О.Н. Егорова, А.Ф. Косолапов, В.В. Вельмискин, А.Д.

Прямиков, A.C. Бирюков, М.Ю. Салганский, М.В. Хопин, А.Н. Гурьянов, Е.М. Дианов. - Световоды с фотонной запрещенной зоной и большим диаметром поля моды. - Всероссийская конференция по волоконной оптике, Пермь, 8-9 октября 2009 года, статья А2-3.

VII. S.L. Semjonov, O.N. Egorova, A.F. Kosolapov, A.E. Levchenko, V.V.

Velmiskin, A.D. Pryamikov, M.Y. Salganskiy, V.F. Khopin, M.V. Yashkov, A.N. Guryanov, E.M. Dianov. - LMA fibers based on two-dimensional solid-core photonic bandgap fiber design. - Fiber Lasers VII: Technology, Systems, and Applications, edited by Kanishka Tankala, Jay W. Dawson, Proceeding of SPIE Vol.7580 (SPIE, Bellingham, WA, 2010) 7580 18.

VIII. О.Н. Егорова, C.JL Семенов, В.В. Вельмискин, Е.М. Дианов. - Фотонно-кристаллические световоды с наноразмерными неоднородностями в сердцевине для волоконных импульсных лазерных систем. - Третий международный форум по нанотехнологиям, Москва 1-3 Ноября, 2011. IX. В.В. Вельмискин, Б.И. Денкер, Б.И. Галаган, C.B. Сверчков, И.А. Буфетов, C.B. Фирстов, С.Л. Семенов, Е.М. Дианов. - Световоды из легированного висмутом Mg-Al-силикатного стекла и их оптические свойства. - Препринт НЦВО РАН № 15, 2011.

X. В.В. Вельмискин, О.Н. Егорова, С.Л. Семенов, Е.М. Дианов. - Метод изготовления волоконных световодов для лазеров и усилителей путем спекания порошков оксидов с последующей гомогенизацией материала сердцевины. - Препринт НЦВО РАН №16,2011.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованных источников. Работа изложена на 101 странице машинописного текста и содержит 40 рисунков и 4 таблицы. Список цитируемой литературы содержит 68 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Вельмискин, Владимир Владимирович

Выводы

Полученные результаты по ряду параметров близки к результатам, полученным в [59], но прямое сравнение этих работ затруднено из-за различия технологий получения образцов и различия температуры измерения: все наши опыты были выполнены при комнатной температуре, а в [59] все спектры люминесценции получены только при 10 К.

Таким образом, были измерены оптические потери ПКС-световодов от 190 до 1700 нм и люминесценция световодов и заготовок световодов в диапазоне длин волн от 244 нм до 1700 нм.

Полученные данные позволяют сделать вывод, что в рассматриваемый образцах присутствуют как ионы Bi так и Bi , и по крайней мере ионы Bi в состоянии эффективно передавать энергию возбуждения инфракрасным висмутовым активным центрам, что находится в согласии с моделью ВАЦ, представленной в [28].

93

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Разработана лабораторная технология изготовления материала сердцевины активных волоконных световодов путем спекания порошкообразных оксидов исходных веществ внутри опорной трубы из кварцевого стекла. Данная технология позволяет проводить легирование кварцевого стекла оксидами веществ, имеющими низкое давление пара при температуре получения стекла Т ~ 2000 °С, в том числе А12Оз, В120з, оксидами редкоземельных металлов.

2. Впервые получены кварцевые волоконные световоды с активной сердцевиной из магний-алюмосиликатного стекла (60 то1% 8Ю2, 30 то1% М§0, 10 то1% А1203), легированного висмутом. Благодаря использованию смеси исходных компонентов с температурой плавления менее 1500 °С минимальный уровень оптических потерь в таких световодах составил менее 1 дБ/м. Показано, что в области длин волн ~ 1 мкм уровень оптических потерь в таких световодах на порядок ниже, чем в аналогичных по составу образцах стекла, сваренного традиционным методом в тигле.

3. При использовании разработанной технологии впервые удалось изготовить световоды на основе кварцевого стекла, легированного оксидом висмута с концентрацией до ОД то1% без дополнительных легантов. Оптические потери в световодах составили ~ 1 дБ/м. Впервые исследованы оптические и люминесцентные свойства таких световодов в видимом и ближнем ИК диапазонах длин волн.

4. Показано, что при использовании для спекания смеси порошков БЮг и А120з (содержание А120з ~ 2 мол. %) с размерами частиц 50 - 100 мкм и 10 мкм, соответственно, оптическая однородность материала оказывается недостаточной для получения активных волоконных световодов с приемлемым уровнем оптических потерь (менее 100 дБ/км). С целью повышения однородности материала разработана методика «перетягивание -консолидация», позволившая при проведении каждого цикла уменьшать поперечные геометрические размеры неоднородностей на один порядок и, благодаря интенсивно происходящим процессам диффузии, снижать величину флуктуаций показателя преломления. Показано, что для получения приемлемого уровня оптических потерь в световоде (60 дБ/км) исходные поперечные неоднородности в материале заготовки должны быть уменьшены до размера 5-10 мкм.

5. Экспериментально продемонстрировано, что в случае добавления к смеси порошков SÍO2 и AI2O3 оксида иттербия в диапазоне концентраций 0-1 мол. % для того, чтобы достигнуть в световоде оптических потерь в 100 дБ/км, поперечные неоднородности в заготовке должны быть уменьшены до 0,1 мкм. В одномодовом волоконном световоде с уровнем оптических потерь ~ 95 дБ/км на X = 1200 нм, вытянутом из материала с таким размером неоднородностей, при накачке на длине волны 910 нм была получена лазерная генерация с дифференциальной эффективностью 65 - 70 %.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю д.ф.-м.н. C.JI. Семенову за выбор научного направления и всестороннюю поддержку при написании данной работы, к.ф.-м.н. О.Н. Егоровой за повседневное плодотворное сотрудничество и неоценимую помощь в проведении экспериментов, а также члену-корреспонденту РАН И.А. Буфетову за ценные обсуждения и замечания. Важную роль в работе сыграла поддержка директора HT {ВО академика РАН Е.М. Дианова. Отдельно хотелось бы поблагодарить C.B. Фирстова за исследование оптических свойств висмутовых световодов и заготовок. А также всех сотрудников Научного центра волоконной оптики, без взаимодействия с которыми эта работа не была бы проделана.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Вельмискин, Владимир Владимирович, 2011 год

1. A. Tunnermann, Т. Schreiber, F. Roser, A. Liem, S. Hofer, H. Zellmer,

2. S. Nolte, J. Limpert. The renaissance and bright future of fibre lasers. - Phys. В 38, S681-S693 (2005).

3. J. Nilsson, J.K. Sahu, Y. Jeong, V.N. Philippov, D.B.S. Soh,

4. C.A. Codemard, P. Dupriez, J. Kim, D.J. Richardson, A. Malinowski, A.N. Piper, J.H.V. Price, K. Furusawa, W.A. Clarkson, and D.N. Payne. High power fiber lasers. - OFC'2005, OTuFl, (2005).

5. B.B. Вельмискин, Б.И. Денкер, Б.И. Галаган, С.В. Сверчков,

6. И.А. Буфетов, С.В. Фирстов, C.JI. Семенов, Е.М. Днанов. Световоды из легированного висмутом Mg-Al-силикатного стекла и их оптические свойства. -Препринт НЦВО РАН № 15 (2011).

7. J. С. Knight, Т. A. Birks, P. St. J. Russell, and D. M. Atkin. All-silica single-mode optical fiber with photonic crystal cladding. - Opt. Lett. 21, 1547 - 1549 (1996).

8. F. Jansen, F. Stutzki, H.J. Otto, M. Baumgartl, С. Jauregui, J. Limpert, A. Tunnermann. The influence of index-depressions in core-pumped Yb-doped large pitch fibers. - Opt. Express 18, 26834 - 26842 (2010).

9. A.C. Курков. Волоконные источники излучения в диапазоне 1-2 мкм. -М.: НЦВО РАН, с. 196 (2003).

10. М. J. F. Digonnet. Rare-earth-doped fiber lasers and amplifiers, 2nd edition. - Marcel Dekker Inc., New York, Basel, 2001, ISBN 0-8247.

11. С.В. Фирстов. Лазеры на волоконных световодах, легированных висмутом, генерирующие в спектральном диапазоне 1330 - 1500 нм. - М.: НЦВО РАН, с. 116(2009).

12. J. Kirchhof, S. Unger, B. Knappe. Diffusion coefficients of aluminium and rare earths in vitreous silica. - Phys. Chem. Glasses, 43C, 499 - 502 (2002).

13. Y. Nishida, T. Kanamori, Y. Ohishi, M. Yamada, K. Kobayashi, S. Sudo. -Efficient PDFA module using PbF 2 /InF 3-based fluoride fiber. — Tech. Dig. Opt. Amplifiers Appl., post-deadline paper PD3 (1996).

14. T. Kanamori, Y. Terunuma, Y. Nishida, K. Hoshino, K. Nakagawa, Y. Ohishi, S. Sudo. Fabrication of fluoride single-mode fibers for optical amplifiers. -Proceedings 10th International Symposium on Non-oxide Glasses, 37, 202-207 (1996).

15. J. Kirchhof, S. Unger. Codoping Effects in Fibers for Active Applications. - OFC/IOOC '99, Vol.2 196 - 198 (1999).

16. M.A. Мелькумов. Мощные непрерывные иттербиевые лазеры на световодах с многоэлементной первой оболочкой. - М.: НЦВО РАН, с. 140 (2006).

17. Н. Yoshinaga, М. Yamada, М. Shimizu, Т. Kanamori. Improved performance of subcarrier multiplexed multichannel AM-VSB video signal transmission using Pr 3s-doped fluoride fibre amplifier. - Electron. Lett. 30: 2042 -2043 (1994).

18. D.J. DiGiovanni, J.B. MacChesney, T.Y. Kometany. Structure and properties of silica containing aluminum and phosphorus near the AIPO4 join. -Journal of Non-Crystalline Solids, 113, pp. 58 - 64 (1989).

19. К. Murata, Y. Fujimoto, Т. Kanabe, Н. Fujita, М. Nakatsuka. Bi-doped Si02 as a new laser material for an intense laser. - Fusion Eng. And Design, 44,437 (1999).

20. Y. Fujimoto, M. Nakatsuka. Infrared luminescence from bismuth dopedsilica glass. Japanese Journal of Applied Physics, 40, L279 (2001).

21. Y. Fujimoto, M. Nakatsuka. Optical amplification in bismuth-doped silica glass. - Applied Physics Letters, 82(19), 3325 (2003).

22. E.M. Dianov, V.V. Dvoyrin, V.M. Mashinsky, A.A. Umnikov,

23. M.V. Yashkov, A.N. Gur'yanov. CW bismuth fibre laser. - Quantum Electronics 35 (12), 1083- 1084 (2005).

24. V.V. Dvoyrin, V.M. Mashinsky, L.I. Bulatov, I.A. Bufetov, A.V. Shubin, M.A. Melkumov, E.F. Kustov, E.M. Dianov, A.A. Umnikov, V.F. Khopin,

25. M.V. Yashkov, A.N. Guryanov. Bismuth-doped-glass optical fibers - a new active medium for lasers and amplifiers. - Opt. Lett. 31,2966 - 2968 (2006).

26. A. B. Rulkov, A. A. Ferin, S. V. Popov, J. R. Taylor, I. Razdobreev, L. Bigot, G. Bouwmans. Narrow-line, 1178nm CW bismuth-doped fiber laser with 6.4W output for direct frequency doubling. - Opt. Express 15, 5473 - 5476 (2007).

27. Razdobreev, L. Bigot, V. Pureur, A. Favre, G. Bouwmans, M. Douay. -Efficient all-fiber bismuth-doped laser. -Appl. Phys. Lett. 90, 031103 (2007).

28. E.M. Dianov, A.V. Shubin, M.A. Melkumov, O.I. Medvedkov, I.A. Bufetov. Optical Fiber Communication and the National Fiber Optic Engineers Conference OFC/ NFOEC, Anaheim CA, March 25 - 29, p. 1 (2007).

29. J.R. Taylor, S. Popov. -EP/F025785/1 Grant of J423,469, Imperial College London, 1.1.2008-31.12 2010.

30. A. Bufetov, E.M. Dianov. Bi-doped fiber lasers. - Laser Physics Letters 6,487 (2009).

31. E.M. Дианов. Волоконная оптика: сорок лет спустя. - Квант, электроника 40 (1), 1 - 6 (2010).

32. М. Bass, E.W. Van Stryland. Fiber Optics Handbook. Fiber, Devices, and Systems for Optical Communications. - McGraw-Hill Professional, ISBN:0071386238, edition 2001, 398 pages•2 i i i

33. U. Pedrazza, V. Romano, W. Liithy. Yb :A1 :sol gel silica glass fiber laser. - Optical Materials, Volume 29, Issue 7, p. 905-907 (2006).

34. A. Giraud, F. Sandoz, J. Pelkonen. Innovation in perform fabrication technologies. - OECC 2009, ThMl (2009).

35. A. Langner, G. Schotz, M. Such, T. Kayser, V. Reichel, S. Grimm, J. Kirchhof, V. Krause, G. Rehmann. A new material for high power laser fibers. -Proc. of SPIE v. 6873 (2008).

36. R. Renner-Erny, L. Di Labio, W. Luthy. A novel technique for active fibre production. - Optical Materials, Vol. 29, Issue 8, p. 919 - 922 (2008).

37. J. Ballato, E. Snitzer. Fabrication of fibers with high rare-earth concentrations for Faraday isolator applications. - Applied Optics v. 34, No. 30, 6848 -6854(1995).

38. M. Neff, V. Romano, W. Luthy. Metal-doped fibres for broadband emission: Fabrication with granulated oxides. - Optical Materials, Vol. 31, Issue: 2, P. 247-251 (2008).

39. L. Di Labio, W. Liithy, V. Romano, F. Sandoz, and T. Feurer. Broadband emission from a multicore fiber fabricated with granulated oxides. - Applied Optics, Vol. 47, Issue 10, pp. 1581-1584 (2008).

40. M. Neff, V. Romano, W. Luthy Broadband fluorescence of Sb3+-doped silica fibres. - Optical materials, vol. 33, no 1, pp. 1-3 (2010).

41. R. Scheidegger, L. Di Labio, W. Liithy, T. Feurer. Manufacturing of fibre preforms with granulated oxides: Influence of the grain size. - IAP Research Report, No. 2007-08-ZD (2007).

42. M. Engholm, P. Jelger, F. Laurell, and L. Norin. Improved photodarkening resistivity in ytterbium-doped fiber lasers by cerium codoping. — Opt. Lett. 34,1285 - 1287 (2009).

43. A. Langner, G. Schotz, M. Such, V. Reichel, S. Grimm, M. Leich, S. Unger, J. Kirchhof, B. Wedel, V. Krause and G. Rehmann. Comparison of silica-based materials and fibers in side- and end-pumped fiber lasers. - Proc. SPIE 7195,71950Q-1, (2009).

44. В. Wilhelm, V. Romano, H.P. Weber Fluorescence lifetime enhancement5 Iof Nd -doped sol-gel glasses by Al-codoping and СОг-laser processing. Journal of Non-Crystalline Solids, 328 (1), 192 - 198 (2003).

45. А.И. Бусев. Аналитическая химия висмута. - М.: Издательство академии наук СССР, с. 386 (1953).

46. В.К. Леко, О.В. Мазурин. Свойства кварцевого стекла. - Л.: Наука, с. 166 (1985).

47. Химическая технология стекла и ситаллов. Под редакцией Н.М. Павлушкина. -М.: Стройиздат, с. 432 (1983).

48. F. Durr, G. Janchen, H.G. Limberger, S.L. Semjonov. Atomic force microscopy study of UV-irradiated nitrogen-doped fibers drawn at different drawing tensions. - In Summer School on Photosensitivity in Optical Waveguides and Glasses (POWAG 2002).

49. Q. Zhong, and D. Inniss Characterization of the lightguiding structure of optical fibers by atomic force microscopy. - J. Lightwave Technol. 12 (9), 1517 -1523 (1994).

50. S.T. Huntington, P. Mulvaney, A. Roberts, K.A. Nugent, and M. Bazylenko —Atomic force microscopy for the determination of refractive index profiles of optical fibers and waveguides: A quantitative study. J. Appl. Phys. 82, 2730 - 2734 (1997).

51. F. Diirr, G. Kulik, H.G. Limberger, R.P. Salathe, S.L. Semjonov, E.M. Dianov. Hydrogen loading and UV-irradiation induced etch rate changes in phosphorus-doped fibers. - OPTICS EXPRESS, Vol. 12, No 23, 5770 (2004).

52. P. Pace, S.T. Huntington, K. Lyytikainen, A. Roberts, J.D. Love. -Refractive index profiles of Ge-doped optical fibers with nanometer spatial resolution using atomic force microscopy. OPTICS EXPRESS, Vol. 12, No 7, 1452 (2004).

53. V. Romano, F. Sandoz. — Active fibers from sol-gel derived granulated silica: state of the art and potential. Proc. of SPIE, Vol. 7839, 783900-1 (2010).

54. B.I. Denker, B.I. Galagan, V.V. Osiko, I.L. Shulman, S.E. Sverchkov, E.M. Dianov. Factors affecting the formation of near infrared-emitting optical centers in Bi-doped glasses. - Appl. Phys. B, 98,455 - 458 (2010).

55. B.I. Denker, B.I. Galagan, V.V. Osiko, I.L. Shulman, S.E. Sverchkov, E.M. Dianov. Absorption and emission properties of Bi-doped Mg-Al-Si oxide glass system. - Appl. Phys. B, 95, 801-805 (2009).

56. S.V. Firstov, V.F. Khopin, I.A. Bufetov, E.G. Firstova, A.N. Guryanov, and E.M. Dianov. Combined excitation-emission spectroscopy of bismuth active centers in optical fibers. - Opt. Express, vol. 19, is. 20, pp. 19551 - 19561 (2011).

57. Razdobreev, H. El Hamzaoui, V. Yu. Ivanov, E. F. Kustov, B. Capoen, and M. Bouazaoui. Optical spectroscopy of bismuth-doped pure silica fiber perform. - Opt. Lett. 35,1341 - 1343 (2010).

58. S. Radhakrishna, Setty R.S. Srinivasa. Bismuth centers in alkali halides. -Physical Review B 14, 969 - 976 (1976).

59. J.A. Duffy, M.D. Ingram. Use of Thallium(I), Lead(II), and Bismuth(III) as Spectroscopic Probes for Ionic-Covalent Interaction in Glasses. - J. Chem. Phys. 52, 3752 (1970).

60. M. Gaft, R. Reisfeld, G. Panczer, G. Boulon, T. Saraidarov, S. Erlish. The luminescence of Bi, Ag and Cu in natural and synthetic barite BaS04. - Optical Materials 16, 279 - 290 (2001).

61. I.A. Bufetov, S.V. Firstov, V.F. Khopin, A.N. Abramov, A.N. Guryanov, E.M. Dianov. Luminescence and optical gain in Pb-doped silica-based optical fibers. - Opt. Express 17, 13487 - 13492 (2009).

62. A. Bufetov, S.V. Firstov, V.F. Khopin, O.I. Medvedkov, A.N. Guryanov, E.M. Dianov. Bi-doped fiber lasers and amplifiers for a spectral region of 1300 — 1470 nm," Opt. Lett. 33, 2227 - 2229 (2008).

63. V.V. Dvoyrin, O.I. Medvedkov, V.M. Mashinsky, A.A. Umnikov,

64. A.N. Guryanov, and E.M. Dianov. Optical amplification in 1430 - 1495 nm range and laser action in Bi-doped fibers. - Opt. Express 16, 16971-16976 (2008).