CC BY
16ВКВО-2019 Волоконные световоды и волоконно-оптические компоненты
ВОЛОКОННЫЕ СВЕТОВОДЫ НА ОСНОВЕ СТЕКОЛ СИСТЕМЫ СЕ-8Е ДЛЯ НПВО АНАЛИЗА
Зернова Н.С.*, Вельмужов А.П., Суханов. М.В., Котерева Т.В.
Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых Российской академии наук, г. Нижний Новгород, ул. Тропинина 49, 603950 * E-mail: [email protected]
DOI 10.24411/2308-6920-2019-16075
Волоконная спектроскопия нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) является активно развивающимся спектральным методом анализа. Этот метод заключается в регистрации ИК-спектра поглощения анализируемой пробы с помощью погруженного в нее волоконного световода. НПВО спектроскопия применяется для определения химического состава различных органических жидкостей, газов, продуктов питания, биологических объектов и т.д. Перспективными материалами для изготовления волоконно-оптических сенсоров являются халькогенидные стекла на основе селенидов германия. Эти стекла прозрачны в ближнем и среднем ИК-диапазоне (2-18 мкм) и обладают достаточно высокой устойчивостью к действию органических растворителей, воды, минеральных кислот.
Целью исследования была разработка способа получения особо чистых стекол состава Ge20Se80 и вытяжка волоконных световодов на основе этих для изготовления волоконно-оптического сенсора, обладающего высокой чувствительностью в спектральном диапазоне 2-10 мкм. Предложен новый способ получения стекол системы Ge - Se с низким содержанием поглощающих примесей, включающий синтез, очистку и вакуумную загрузку в реактор моноселенида германия. Из полученных образцов стекол изготовлены бесструктурные волоконные световоды диаметром 125250 мкм. Содержание водорода в форме SeH-групп в световодах составило 1.77±0.12 ppm at., кислорода, химически связанного с германием, - 0.013±0.002 ppm wt. Полные оптические потери в световодах не превышали 1 дБ/м в спектральных диапазонах 2.0-4.3 мкм и 4.8-7.8 мкм; минимальные оптические потери составили 0.77 дБ/м на длине волны 5.6 мкм. С использованием этих световодов изготовлены волоконные сенсоры в защитном корпусе из PEEK, оснащенные SMA 905 коннекторами для подключения к зондовой приставке. Разработана НПВО методика определения содержания присадки в дизельном топливе в интервале концентраций 0.1-1.0 об.% с пределом обнаружения 0.02 об. %.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 16-131025).
№6 2019 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2019»
