Уточнённая модель дисперсии для кварцевого стекла
Козлова Е.С., Котляр В.В.

Аннотация:

Найдены параметры (резонансные длины волн, амплитуды и коэффициенты демпфирования) модели Селлмейера для более точного согласования (среднеквадратическое отклонение 6%) модельных кривых показателей преломления и поглощения с облаком экспериментальных значений дисперсионных кривых кварцевого стекла в диапазоне от 20 нм до 100 мкм. Сравнение результатов моделирования  распространения Гауссова (по пространству и по времени) импульса длительностью 3,35 фс в планарных волноводах из кварцевого стекла, дисперсия которых описывалась стандартной и уточнённой моделями Селлмейера, показало существенное влияние дисперсии на распространение импульса: высокое поглощение (в 10 раз больше) и замедление (на 0,35 мкм) за 7 мкм.

Ключевые слова :
кварцевое стекло, модель дисперсии, диэлектрическая проницаемость, коэффициент преломления, коэффициент поглощения, ультракороткий импульс.

Литература:

  1. Ohkubo, H. Highly-Precise Micro/Nano-processing Technologies of Synthetic Quartz Glass and its Applications / H. Ohkubo, N. Kitano, S. Kashimura // Hitachi Cable Rewiew. – 2006. – V. 25. – P. 5-10.
  2. Zoubir, A. Optical properties of infrared femtosecond laser-modified fused silica and application to waveguide fabrication / A. Zoubir and M. Richardson // J. Opt. Soc. Am. B. – 2005. - V. 22(10). – P. 2138 – 2143.
  3. Kitamura, R. Optical Constants of Silica Glass From Extreme Ultraviolet to Far Infrared at Near Room Temperatures / R. Kitamura, L. Pilon, and M. Jonasz //Applied Optics. – 2007. – V. 46(33). – P. 8118-8133.
  4. Hart, G. The nomenclature of silica / G. Hart // – American Mineralogist. – 1927. – V. 12. – P. 383-395.
  5. Sosman, R.B. The Phase of Silica / R.B. Sosman. – Rutgers University Press, New Brunswick, NJ, – 1964.
  6. Hetherington, G. The high-temperature electrolysis of vitreous silica, Part I. Oxidation, ultra-violet induced fluorescence, and irradiation colour / G. Hetherington, K. H. Jack, and M. W. Ramsay // Physics and Chemistry of Glasses. – 1965. – V.6. – P. 6-15.
  7. Bruckner, R. Properties and structure of vitreous silica. I / R. Bruckner // Journal of NonCrystalline Solids. – 1970. - V.5. – P.123-175.
  8. Иванов, Г.А. Технология производства и свойства кварцевых оптических волокон / Г.А. Иванов, В.П. Первадчук. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – 171 с.
  9. Немилов, С.В. Оптическое материаловедение: Оптические стекла: учеб. пособие, курс лекций / С.В. Немилов. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2011 – 175 с.
  10. Davis, K.M. Quantitative infrared spectroscopic measurement of hydroxyl concentrations in silica glass / K. M. Davis, A. Agarwal, M. Tomozawa, and K. Hirao // Journal of Non-Crystalline Solids. – 1996. – V.203. – P.27-36.
  11. Yamamuro, T. Measurement of refractive indices of 20 optical materials at low temperatures / T. Yamamuro, S. Sato, T. Zen­no, N. Takeyama, H. Matsuhara, I. Maeda, and Y. Matsueda // Optical Engineering. – 2006. – V.45(8). – P.083-401.
  12. Meneses, D.D.S. Structure and lattice dynamics of binary lead silicate glasses investigated by infrared spectroscopy / D. D. S. Meneses, M. Malki, and P. Echegut // Journal of Non-Crystalline Solids. – 2006. – V.352. – P.769-776.
  13. Efimov, A.M. IR absorption spectra of vitreous silica and silicate glasses: The nature of bands in the 1300 to 5000 cm¡1 region / A. M. Efimov and V. G. Pogareva // Chemical Geology. – 2006. – V. 229 (1-3). – P. 198-217.
  14. Kajihara, K. Improvement of vacuum-ultraviolet transparency of silica glass by modi¯cation of point defects / K. Kajihara // Journal of the Ceramic Society of Japan. – 2007. - V.115(2). – P. 85-91.
  15. Couairon, A. Filamentation and damage in fused silica induced by tightly focused femtosecond laser pulses / A. Couairon, L. Sudrie, M. Franco, B. Prade, A. Mysyrowicz // Phys. Rev. B. – 2005. – V. 71. – P. 125435-125441.
  16. Козлова, Е.С. Моделирование распространения короткого двумерного импульса света / Е.С. Козлова, В.В. Котляр // Компьютерная оптика. – 2012. – Т.36(2). – С. 158-164.
  17. Козлова, Е.С. Моделирование предвестников Зоммерфельда и Бриллюэна в среде с частотной дисперсией на основе разностного решения волнового уравнения/ Е.С. Козлова, В.В. Котляр // Компьютерная оптика. – 2013. – Т.37(2). – С. 146-154.

© 2009, IPSI RAS
Institution of Russian Academy of Sciences, Image Processing Systems Institute of RAS, Russia, 443001, Samara, Molodogvardeyskaya Street 151; E-mail: ko@smr.ru; Phones: +7 (846) 332-56-22, Fax: +7 (846) 332-56-20