Российские ученые создали особо чистые теллуритные стекла для оптики и фотоники

Ученые из Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского совершили прорыв в создании особо чистых теллуритных стекол, открывая новые горизонты в области оптики и фотоники. Эта инновационная разработка обещает революционизировать производство лазеров, оптических усилителей и фильтров. Результаты этого исследования были опубликованы в научном журнале Inorganic Chemistry Communications.

Ключевым аспектом успеха нижегородских ученых стала разработка уникального метода очистки исходных компонентов от атомов переходных элементов и "воды". Этот метод позволил получить высокочистые соединения с минимальным содержанием примесей, которые затем использовались для создания особо чистых теллуритных стекол путем их совместного плавления и последующей закалки расплава.

Процесс создания этих инновационных материалов был тщательно контролируемым на каждом этапе. Ученые применяли специальные методы для обеспечения максимальной чистоты продукта. Полученные образцы подвергались рентгенофазовому анализу для определения наличия стеклообразной и кристаллической фаз. Дифференциальная сканирующая калориметрия использовалась для изучения термических свойств стекол, а оптическая спектроскопия позволила охарактеризовать их прозрачность в широком диапазоне длин волн.

Руководитель проекта, доцент кафедры неорганической химии химического факультета ННГУ им. Н.И. Лобачевского Олег Замятин, подчеркнул, что благодаря разработанному способу очистки исходных веществ удалось значительно снизить негативное влияние примесей различной природы. Это привело к существенному повышению прозрачности исследуемых стекол в видимой и ближней инфракрасной области спектра.

Научная группа также провела масштабное исследование поведения атомов переходных элементов, таких как медь, железо, никель и хром, в матрице теллуритных стекол. В результате были получены фундаментальные данные об их электронном строении и коэффициентах поглощения.

Замятин отметил, что по некоторым параметрам исследуемые теллуритные стекла значительно превосходят другие классы соединений. Это открывает перспективы их использования в качестве альтернативы кварцевым и фторидным стеклам в ближайшем будущем.

Достигнутое снижение примесного влияния позволяет создавать на основе теллуритных стекол разнообразные функциональные материалы. Они могут найти применение в производстве волоконных световодов для передачи информации на большие расстояния, а также в создании широкополосных усилителей и лазеров, работающих в ближнем инфракрасном диапазоне.

В настоящее время команда химиков ННГУ работает над разработкой методики изготовления волоконных световодов на основе теллуритных стекол с низкими оптическими потерями. Кроме того, исследователи планируют получить легированные стекла для генерации излучения на ионах редкоземельных элементов, что откроет путь к созданию инновационных волоконных лазеров.