Zuntz optikoak fabrikatzeko erabiltzen den materialak argi-energia xurgatu dezake. Zuntz optikoko materialen partikulek argi-energia xurgatu ondoren, bibrazioa eta beroa sortzen dituzte, eta energia xahutzen dute, xurgapen-galera eraginez.Artikulu honek zuntz optikoko materialen xurgapen-galera aztertuko du.
Badakigu materia atomoz eta molekulez osatuta dagoela, eta atomoak nukleo atomikoz eta elektroi estranuklearrez osatuta daudela, eta hauek nukleo atomikoaren inguruan biratzen dira orbita jakin batean. Hau da, bizi garen Lurra bezala, baita Artizarra eta Marte bezalako planetak ere, guztiak Eguzkiaren inguruan biratzen direnak. Elektroi bakoitzak energia kopuru jakin bat du eta orbita jakin batean dago, edo beste era batera esanda, orbita bakoitzak energia maila jakin bat du.
Nukleo atomikotik gertuago dauden energia-mailak baxuagoak dira, eta nukleo atomikotik urrunago daudenak, berriz, altuagoak.Orbiten arteko energia-maila aldearen magnitudeari energia-maila aldea deritzo. Elektroiak energia-maila baxu batetik energia-maila altu batera igarotzen direnean, dagokion energia-maila aldea duen energia xurgatu behar dute.
Zuntz optikoetan, energia-maila jakin bateko elektroiak energia-maila desberdintasunari dagokion uhin-luzera duen argiarekin irradiatzen direnean, energia baxuko orbitaletan dauden elektroiak energia-maila handiagoko orbitaletara igaroko dira.Elektroi honek argi-energia xurgatzen du, eta ondorioz, argiaren xurgapen-galera gertatzen da.
Zuntz optikoak fabrikatzeko oinarrizko materialak, silizio dioxidoak (SiO2), berak xurgatzen du argia, bata ultramore xurgapena eta bestea infragorri xurgapena. Gaur egun, zuntz optikozko komunikazioak, oro har, 0,8-1,6 μm-ko uhin-luzera tartean bakarrik funtzionatzen du, beraz, lan-eremu honetako galerak bakarrik aztertuko ditugu.
Kuartzozko beiraren trantsizio elektronikoek sortutako xurgapen-pikoa 0,1-0,2 μm-ko uhin-luzera ingurukoa da eskualde ultramorean. Uhin-luzera handitzen den heinean, xurgapena pixkanaka gutxitzen da, baina kaltetutako eremua zabala da, 1 μm-tik gorako uhin-luzeretara iritsiz. Hala ere, UV xurgapenak eragin txikia du infragorri eskualdean funtzionatzen duten kuartzozko zuntz optikoetan. Adibidez, 0,6 μm-ko uhin-luzera duen argi ikusgaiaren eskualdean, ultramoreen xurgapena 1dB/km-ra irits daiteke, eta hori 0,2-0,3dB/km-ra jaisten da 0,8 μm-ko uhin-luzeran, eta 0,1dB/km ingurura 1,2 μm-ko uhin-luzeran.
Kuartzo zuntzaren infragorri xurgapen galera materialaren bibrazio molekularrak sortzen du infragorri eskualdean. Hainbat bibrazio xurgapen gailur daude 2 μm-tik gorako maiztasun bandan. Zuntz optikoetan dauden dopatze elementu desberdinen eraginagatik, ezinezkoa da kuartzo zuntzek galera leiho txikia izatea 2 μm-tik gorako maiztasun bandan. 1,85 μm-ko uhin-luzeran dagoen galera teoriko muga ldB/km da.Ikerketaren bidez, kuartzozko beiran arazoak eragiten dituzten "molekula suntsitzaile" batzuk ere aurkitu ziren, batez ere trantsizio-metalen ezpurutasun kaltegarriak, hala nola kobrea, burdina, kromoa, manganesoa, etab. "Gaizto" hauek argi-energia xurgatzen dute irrikaz argiaren argipean, saltoka eta saltoka, eta horrek argi-energia galtzea eragiten du. "Arazo-sortzaileak" ezabatzeak eta zuntz optikoak fabrikatzeko erabiltzen diren materialak kimikoki arazteak galerak asko murriztu ditzake.
Kuartzozko zuntz optikoetan beste xurgapen iturri bat hidroxidoa (OH-) fasea da. Ikusi da hidroxidoak hiru xurgapen gailur dituela zuntzaren lan-bandan: 0,95 μm, 1,24 μm eta 1,38 μm. Horien artean, 1,38 μm-ko uhin-luzeran gertatzen den xurgapen-galera da larriena eta zuntzari eragin handiena diona. 1,38 μm-ko uhin-luzeran, 0,0001eko edukia baino ez duten hidroxido ioiek sortutako xurgapen-gailurraren galera 33dB/km-koa da.
Nondik datoz hidroxido ioi hauek? Hidroxido ioien iturri asko daude. Lehenik eta behin, zuntz optikoak fabrikatzeko erabiltzen diren materialek hezetasuna eta hidroxido konposatuak dituzte, eta zailak dira lehengaien arazketa prozesuan kentzen eta azkenean hidroxido ioien moduan geratzen dira zuntz optikoetan; Bigarrenik, zuntz optikoen fabrikazioan erabiltzen diren hidrogeno eta oxigeno konposatuek hezetasun kopuru txikia dute; Hirugarrenik, ura sortzen da zuntz optikoen fabrikazio prozesuan erreakzio kimikoen ondorioz; Laugarrenik, kanpoko airearen sarrerak ur-lurruna ekartzen du. Hala ere, fabrikazio prozesua maila nabarmen batera iritsi da orain, eta hidroxido ioien edukia maila nahiko baxu batera murriztu da, non zuntz optikoetan duen eragina alde batera utzi daitekeen.
Argitaratze data: 2025eko urriaren 23a