Покрытия оксида олова (IV) c различной морфологией на поверхности утоненного кварцевого волоконного световода для применения в сенсорике

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Получены и экспериментально охарактеризованы тонкопленочные покрытия оксида олова на поверхности химически утоненной секции одномодового кварцевого световода. Материалы синтезировались на поверхности волокна методом химического парофазного осаждения из металлорганических соединений (MOCVD). Для изменения морфологии поверхности использовалось разное количество тетраметила олова (SnMe4), подаваемого газом-носителем (осушенным воздухом) в зону осаждения путем варьирования температуры испарителя с реагентом. При осаждении фиксировался в реальном времени спектр пропускания оптического тракта, а температура испарителя в экспериментах менялась от –20°С до +20°С. После изучения поверхности на сканирующем электронном микроскопе осажденные пленки тестировались на химическую стойкость к водному раствору серной кислоты и проводилась оценка чувствительности резонанса затухающей моды (LMR) к изменению показателя преломления окружающей среды в диапазоне от 1.35 до 1.41. Образцы, полученные при более высоких расходах реагента, продемонстрировали большую чувствительность резонанса, равную 3800 нм/единицу показателя преломления (ЕПП) для TM-составляющей первого порядка резонанса, но такие покрытия заметно растворяются в концентрированных растворах серной кислоты, в отличие от покрытий, полученных при малых расходах реагента.

Об авторах

Д. П. Судас

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого; Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Email: dmitriisudas@mail.ru
Россия, 195251, Санкт-Петербург, ул. Политехническая, 29; Россия, 141190, Московской обл., Фрязино, пл. Введенского, 1

П. И. Кузнецов

Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: dmitriisudas@mail.ru
Россия, 141190, Московской обл., Фрязино, пл. Введенского, 1

Список литературы

  1. Kersey A.D. // Opt. Fiber Technol. 1996. V. 2. P. 291. https://doi.org/10.1006/ofte.1996.0036
  2. Franzão O., Santos J.L., Araújo F.M., Ferreira L.A. // Laser & Photon. Rev. 2008. V. 2. P. 449. https://doi.org/10.1002/lpor.200810034
  3. Roriz P., Franzão O., Lobo-Ribeiro A.B., Santos J.L., Simoes J.A. // J. Biomed. Opt. 2013. V. 18. № 5. Art. ID 050903. https://doi.org/10.1117/1.jbo.18.5.050903
  4. Del Villar I., Arregui F.J., Zamarreno C.R., Corres J.M., Bariain C., Goicoechea J., Elosua C., Hernaez M., Rivero P.J., Socorro A.B., Urrutia A., Sanchez P., Zubiate P., Lopez D., De Acha N. et al. // Sens. Actuators B. 2017. V. 240. P. 174. https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.08.126
  5. Kerttula J., Filippov V., Chamorovskii Yu., Ustimchik V., Golant K., Okhotnikov O. G. // Proc. SPIE 8237. Fiber Lasers IX: Technology. Systems and Applications. 2012. Art. ID 82370W. https://doi.org/10.1117/12.908147
  6. Dianov E. // Light Sci Appl. 2012. V. 1. Art. ID e12. https://doi.org/10.1038/lsa.2012.12
  7. Dejneka M., Samson B. // MRS Bulletin. 1999. V. 24. P. 39. https://doi.org/10.1557/S0883769400053057
  8. Sanada K., Shamoto T., Inada K. // J. Non-Crystalline Solids. 1995. V. 189. P. 283. https://doi.org/10.1016/0022-3093(95)00233-2
  9. Ascorbe J., Corres J.M., Matias I.R., Arregui F.J. // Sens. Actuators B. 2016. V. 233. P. 7. https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.04.045
  10. Zhu S., Pang F., Huang S., Zou F., Dong Y., Wang T. // Opt. Express. 2015. V. 23. P. 13880. https://doi.org/10.1364/OE.23.013880
  11. Arregui F.J., Del Villar I., Zamarreno C.R., Zubiate P., Matias I.R. // Sens. Actuators B. 2016. V. 232. P. 660. https://doi.org/10.1016/j.snb.2016.04.015
  12. Wang J., Luo Z., Zhou M., Ye C., Fu H., Cai Z., Cheng H., Xu H., Qi W. // IEEE Photonics J. 2012. V. 4. P. 1295. https://doi.org/10.1109/JPHOT.2012.2208736
  13. Lee J., Koo J., Jhon Y.M., Lee J.H. // Opt. Express. 2014. V. 22. P. 6165. https://doi.org/10.1364/OE.22.006165
  14. Lee H., Kwon W.S., Kim J.H., Kang D., Kim S. // Opt. Express. 2015. V. 23. P. 22116. https://doi.org/10.1364/OE.23.022116
  15. Henry W.M. // Proc. SPIE. Chemical, Biochemical, and Environmental Fiber Sensors VI. 1994. V. 2293. https://doi.org/10.1117/12.190957
  16. Wang Z., Zhu G., Wang Y., Li M., Singh R., Zhang B., Kumar S. // Appl. Opt. 2021. V. 60. P. 2077. https://doi.org/10.1364/ao.418875
  17. Tabassum S., Kumar R. // Adv. Mater. Technol. 2020. V. 5. Art. ID 1900792. https://doi.org/10.1002/admt.201900792
  18. Paliwal N., John J. // IEEE Sens. J. 2015. V. 15. P. 5361. https://doi.org/10.1109/JSEN.2015.2448123
  19. Wang X., Wang Q., Song Z., Qi K. // AIP Adv. 2019. V. 9. Art. ID 095005. https://doi.org/10.1063/1.5112090
  20. Urrutia A., Del Villar I., Zubiate P., Zamarreco C.R. // Laser Photon. Rev. 2019. Art. ID 1900094. https://doi.org/10.1002/lpor.201900094
  21. Ozcariz A., Ruiz-Zamarreco C., Arregui F.J. // Sensors. 2020. V. 20. P. 1972. https://doi.org/10.3390/s20071972
  22. Usha S.P., Mishra S.K., Gupta B.D. // Sens. Actuators B. 2015. V. 218. P. 196. https://doi.org/10.1016/j.snb.2015.04.108
  23. Sanchez P., Mendizabal D., Zamarreno C.R., Matias I.R., Arregui F.J. // Proc. SPIE 9634. 2015. Art. ID 96347M. https://doi.org/10.1117/12.2195177
  24. Matias I.R., Ikezawa S., Corres J. Fiber Optic Sensors: Status and Future Possibilities. Springer International Publishing, Switzerland. 2017. V. 21. P. 51. https://doi.org/10.1007/978-3-319-42625-9
  25. Li W., Zhang A., Cheng Q., Sun C., Li Y. // Optik. 2020. V. 213. Art. ID 164696. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.164696
  26. Savelyev E.A. // Eur. Phys. J. D. 2021. V. 75. Art. ID 285. https://doi.org/10.1140/epjd/s10053-021-00296-0
  27. Kuznetsov P.I., Sudas D.P., Savel’ev E.A. // Instrum. Exp. Tech. 2020. V. 63. P. 516. https://doi.org/10.1134/S0020441220040302
  28. Kuznetsov P.I., Sudas D.P., Yapaskurt V.O., Savelyev E.A. // Opt. Mater. Exp. 2021. V. 11. P. 2650. https://doi.org/10.1364/OME.433169
  29. Kuznetsov P.I., Sudas D.P., Savelyev E.A. // Sens. Actuators A. 2021. Art. ID 112576. https://doi.org/10.1016/j.sna.2021.112576

Дополнительные файлы


© Д.П. Судас, П.И. Кузнецов, 2023