Министерство высшего и среднего специального образования республики узбекистан ўзбекистон республикаси

ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОВЕРХНОСТНОГО 
СЛОЯ СТЕКОЛ ПРИ ВНЕШНИХ ВОЗДЕСТИВИЯХ
Н.Холдоров., И.Турдибеков., Ҳ.Н.холдоров, Б.Ж. Гиясов 
Самгаси им. Мирзо улугбека 
 
Without studying a surface of glasses it is impossible to solve many important problems of 
optics and wholesale of electronics It is established that for the sample, stored for 2 years defined the 
following optical parameters of superficial layer; depth-28mkm; number mod-12. 
Изучение изменения оптических характеристик поверхностного слоя (ПС) в процессе 
полирования и хранения на воздухе представляется важным, так как при этом многократно 
усиливается процесс старения и коррозии поверхности стекла, происходящий в естественных 
условиях в течение длительного времени эксплуатации. 
Цель настоящей работы состояла в экспериментальном изучении оптических свойств ПС 
стекол типа «легкий крон» (ЛК) при полирования и хранении на воздухе. Для опытов 
использовали 
неразрушающий 
метод 
исследования 
ПС 
стекол, 
дающий 
возможность измерить модовый спектр слоя 
и 
рассчитать 
профиль 
показателя 
преломления (ПП), методам резонансного 
возбуждения волноводных (РВВМ). Основы 
метода подробно изложены в работах 
 
2
1
по интегральной оптике. 
Поиск 
волноводного 
эффекта 
проводился для всех фторсодерщих стекол
групп ЛК ( ЛК-I, ЛК-3, ЛК-6, ЛК-8). 
Оказалось, что волноводный эффект на 
длине волны 0,63 мкм присутствует в ПС 
двух стекол ЛК-1 и ЛК-6. Никаких 
волноводных признаков в стеклах ЛК-3 и 
ЛК-8, при применении различных режимов 
полирования и последующей обработки 
поверхности, обнаружено не было. 
Установлено, что для света со взаимно 
ортогональными ТЕ (направление колебаний 
электрического вектора световой волны 
лежит в плоскости поверхности) и ТМ 
(направление колебаний магнитного вектора 
лежит в плоскости поверхности) поляризациями, различий в эффективных показателях 
преломления не наблюдается (в пределах погрешности определения) 
Вследствие модовой изотропии волноводных ПС ( n
ТМm
= n
ТЕm где
m номер моды ) 
измерения резонансных углов ввода проводились только для ТЕ - поляризованного света. 
В опытах установлено, что после полиритного полирования в водной среде волноводный 
эффект в ПС стекла ЛК-1 наблюдается всегда, вне зависимости от условий полирования. При 
этом, если образцы полировались за один прием, то число наблюдаемых в каждом из них мод 
одинаково, а максимальное отличие эффективных ПП мод одного порядка не выходит за 
пределы 2х10
-3
. В таблице сопоставлены максимально отличающиеся оптические 
характеристики 2-х образцов (из серии) для двух последовательно проведенных полировок. 
Влияние полирования на оптические характеристики волноводного ПС стекла ЛК-1. 
 
Рис.1. Влияние полирования на профиль показателя 
преломления волноводного ПС стекла ЛК-I; 
1,2- профили ПП образцов № 1 и № 2 после первой 
полировки; 
3,4 – оптические профили тех же образцов после 
второй полировки. 
 

---

217 
Оптические профили ПС этих же 
образцов приведены на рис. Характерная 
глубина 3-х и 4-х модовых волноводных ПС 
колеблется в пределах 10-14 мкм; перепад ПП 
составлял 
3
3
10
15
10
5





. 
В 
других
случаях, наблюдалось образование одно-и 
двумодовых волноводных ПС для всей серии 
образцов. 
Динамика оптических характеристик 
волноводного ПС стекла ЛК-1 при хранении на 
воздухе представлена на рис. 2 и 3. Со 
временем, при хранении увеличивается число 
мод, и растут значения их эффективных ПП. Прирост абсолютных значении n
m 
со временем 
замедляется, в первую очередь для мод низких порядков (залегающих наиболее близко к 
поверхности), а затем для более глубоких, с большим номером ―m‖. Характерные зависимости 
n
m
=n
m
(t) для двух различных образцов приведены на рис. 2 
 
Рис.2. Изменение эффективных ПП мод 
различных порядков (цифры у кривых) от 
времени хранения. Приведены данные для двух 
разных образцов. 
 
Рис.3. Изменение профиля ПП волново дного ПС слоя 
от времени хранения : 1- исходное состояние; 2-20 
суток ; 3- 50 суток ; 4-150 суток ; 5-230 суток ; 6-390 
Изменение оптического профиля волноводных ПС со временем хранения приведено на 
рис. 3. Характерный вид профиля-экспоненциальный. В отдельных случаях маломодовых 
слоев, наблюдается профиль близкий к линейному. 
На начальном этапе хранения увеличение числа мод соответствует существенному (в 2 и 
более раз) увеличению перепада ПП; при этом глубина волноводного ПС изменяется 
незначительно (кривые 1-4 на рис. 3). С увеличенем времени хранения, прирост ∆n замедляется 
и увеличение числа мод соответствует росту глубины волноводного ПС. Процесс изменения 
оптических параметров слоя может продолжаться, по – видимому, бесконечно длительно. 
Установлено что для образца, хранившегося 2 года, определены следующие оптические 
параметры волноводного ПС:∆
02
.,
0

n
; глубина ~28 мкм; число мод - 12. Эти данные 
необходимо учитывать при эксплуатации стекол. 
Литература 
1. Интегральная оптика/Под.ред.Т. Тамира.М:Мир. 1978. 344 с. 
2. Введение в интегральную оптику/ Под.ред..М.Барноски, М: Мир, 1977. 367с.