Физические основы волоконной оптики. Волошина Т.В - 27 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

27
Линии поглощения имеют конечную ширину и перекрываются с соседними
линиями. Однако в настоящее время установлено, что это поглощение, как и
зонное поглощение, не существенно для волоконно- оптических систем ; оно
становится существенным лишь на волнах длиннее 1,5 мкм .
Таблица 2
Характеристические частоты продольных колебаний связей , встречающихся в стеклах для волоконной оптики
Связь Длина волны , мкм Частота, см
–1
Si–O 9,0 1100
B–O 7,3 1370
P–O 8,0 1250
Ge–O 11,0 910
В таблице 2 приведены характеристические частоты продольных
колебаний для некоторых типичных связей , имеющихся в оптических стеклах .
Отметим , что все они много ниже частот связи O–H.
Все остальные механизмы поглощения связаны с примесями или
дефектами в стекле и поэтому не являются собственными. Процессы
несобственного поглощения связаны с поглощением на ионах переходных
металлов Fe, Ni, Cr, V, Cu и на гидроксильных ионах ОН. Линии поглощения
примесей переходных металлов дают вклад в основном в поглощение в
видимом диапазоне длин волн. На рис. 12 показаны линии поглощения этих
примесей . Причина поглощения переходными металлами связана с тем , что
последние имеют частично заполненные внутренние электронные оболочки.
Переходы между уровнями незаполненных оболочек приводят к характерному
поглощению , аналогичному водородоподобному спектру единственного
электрона на внешней незаполненной оболочке атомов натрия или лития.
Процесс образования химической связи в окислах металлов обычно состоит в
спаривании внешних электронов таким образом , что оба атома достигают
электронного состояния, близкого к состоянию атомов инертных газов с
полностью заполненными оболочками; при этом не остается возможности для
переходов и , следовательно, для поглощения (за исключением возможности
отрыва электрона от этой структуры ).
Однако после образования окислов остаются незаполненные уровни
переходных металлов . Различные степени окисления соответствуют различным
числам электронов , остающихся во внутренних незаполненных оболочках
атомов с соответственно отличающимися спектрами энергетических уровней .
Переходы между этими уровнями являются запрещенными, и только когда
атом оказывается в деформирующем поле, например, в поле окружающих
ионов в силикатном стекле или водном растворе, вырожденные уровни
расщепляются и переходы между расщепленными уровнями становятся
разрешенными. Это те переходы, которыми обусловлены наблюдаемые
спектры . Интенсивность поглощения отдельного атома в конкретном состоянии
окисления зависит от состав стекла (окружения, в котором он находится) и от
концентрации самой примеси. Степень окисления атома зависит от химических
условий , при которых было приготовлено стекло, и поэтому может

Страницы