28 SiO 2 -Based Isotopically Enriched Silica Fiber

O. Yu. Troshin; Трошин О. Ю.; A. D. Bulanov; Буланов А. Д.; M. Yu. Salgansky; Салганский М. Ю.; O. V. Timofeev; Тимофеев О. В.; M. E. Komshina; Комшина М. Е.; K. F. Shumovskaya; Шумовская К. Ф.; A. L. Tomashuk; Томашук А. Л.; P. F. Kashaykin; Кашайкин П. Ф.; M. N. Drozdov; Дроздов М. Н.

doi:10.31857/S0002337X23060143

²⁸SiO₂-Based Isotopically Enriched Silica Fiber

Authors: Troshin O.Y.¹^,2, Bulanov A.D.¹^,2, Salgansky M.Y.¹, Timofeev O.V.¹^,2, Komshina M.E.¹^,2, Shumovskaya K.F.¹, Tomashuk A.L.³, Kashaykin P.F.³, Drozdov M.N.⁴
Affiliations:
1. Devyatykh Institute of Chemistry of High-Purity Substances, Russian Academy of Sciences
2. Lobachevsky State University (National Research University)
3. Dianov Fiber Optics Research Center, Prokhorov General Physics Institute, Russian Academy of Sciences
4. Institute for Physics of Microstructures, Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 59, No 6 (2023)
Pages: 618-623
Section: Articles
URL: https://journals.rcsi.science/0002-337X/article/view/140188
DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X23060143
EDN: https://elibrary.ru/EVMXMX
ID: 140188

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

A silica fiber preform with a reflective cladding and 28SiO2-based isotopically enriched core has been produced by modified chemical vapor deposition (MCVD) using high-purity 28Si-enriched silicon tetrachloride. We have measured the refractive index profile across the preform. Using secondary ion mass spectrometry, we have obtained distribution profiles of the silicon isotopes across the preform. The 28Si content of the silicon in the core has been determined to be at a level of 99.9%. The preform has been drawn into fiber with a reflective cladding and a 28SiO2-based isotopically enriched core. The optical loss in the fiber at wavelengths from 900 to 1750 nm has been determined to be 1–2 dB/km. We have measured the radiation-induced loss in the silica fiber with the 28SiO2 isotopically enriched core at a gamma dose rate of 3.2 Gy/s and wavelengths of 1.31 and 1.55 μm.

Keywords

silicon, isotopes, glass, preform, optical fiber

References

Brown T.G., Painter B.A. Low Loss Isotopic Optical Waveguides: Пат. США № 2003/0002834. Опубл. 02.01.2003.
Heitmann W., Klein K.F. Glass for Optical Waveguides or the Like: Пат. США № 6490399. Опубл. 03.12.2002.
Allan D.C., Brown J.T., Сhacon L.C. et al. Isotopically Altered Optical Fiber: Пат.США № 20030128955. Опубл. 10.07.2003.
Плеханов В.Г. Изотопическая инженерия // Успехи физ. наук. 2000. Т. 170. № 11. С. 1245–1252. https://doi.org/10.3367/UFNr.0170.200011i.1245
Журавлева Л.М., Плеханов В.Г. Способ изготовления фотонно-кристаллического волокна: Пат. РФ 2401813. Опубл. 20.10.2010.
Трошин О.Ю., Буланов А.Д., Кириллов Ю.П., Потапов А.М., Отопкова П.А., Комшина М.Е., Игнатова К.Ф., Ермаков А.А. Получение высокочистого тетрахлорида кремния-28 из тетрафторида кремния-28 // Неорган. материалы. 2022. Т. 58. № 8. С. 884–890.
Отопкова П.А., Потапов А.М., Сучков А.И., Буланов А.Д., Лашков А.Ю., Курганова А.Е. Изотопный анализ высокообогащенного кристаллического 28Si и исходного 28SiF4 методом масс-спектрометрии высокого разрешения с индуктивно связанной плазмой // Масс-спектрометрия. 2018. Т. 15. № 3. С. 209–215.
Гурьянов А.Н., Салганский М.Ю., Хопин В.Ф., Косолапов А.Ф., Семенов С.Л. Высокоапертурные световоды на основе кварцевого стекла, легированного фтором // Неорган. материалы. 2009. Т. 45. № 7. С. 887−891.
Дроздов М.Н., Дроздов Ю.Н., Пряхин Д.А., Шашкин В.И., Сенников П.Г., Поль Х.-Й. Количественный безэталонный анализ концентрации изотопов 28,29,30Si в кремнии методом ВИМС на установке TOF.SIMS-5 // Изв. Российской академии наук. Сер. физ. 2010. Т. 74. № 1. С. 84–86.
Томашук А.Л., Дворецкий Д.А., Лазарев В.А., Пнев А.Б., Карасик В.Е., Салганский М.Ю., Кашайкин П.Ф., Хопин В.Ф., Гурьянов А.Н., Дианов Е.М. Отечественные радиационно-стойкие волоконные световоды // Вестн. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2016. № 5. С. 111–124. https://doi.org/10.18698/0236-3933-2016-5-111-124
Kashaykin P.F., Tomashuk A.L., Salgansky M.Yu., Guryanov A.N., Dianov E.M. Anomalies and Peculiarities of Radiation-Induced Light Absorption in Pure Silica Optical Fibers at Different Temperatures // J. Appl. Phys. 2017. V. 121. P. 213104. https://doi.org/10.1063/1.4984601