Predykcyjna kontrola procesów wymiany jonowej w szkłach

• Autorzy: Rogoziński Roman

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.10.56

Warianty tytułu

EN

Predictive control of ion exchange processes in glasses

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono metodę kontroli procesów dyfuzyjnego domieszkowania szkieł realizowaną w rzeczywistym czasie trwania procesu. Bazuje ona na rozwiązywaniu równania dyfuzji w kolejnych krokach czasowych z uwzględnianiem rzeczywistej temperatury procesu. Aktualna wartość temperatury pozwala na podstawie charakterystyk temperaturowych współczynników dyfuzji wyznaczać ich chwilowe wartości. Metoda ta znajduje zastosowania w procesach wytwarzania gradientowych światłowodów planarnych techniką wymiany jonów.

EN

The paper presents a method of controlling diffusion glass doping processes realized in the real time of the process. This method is based on solving of the diffusion equation in subsequent time steps, taking into account of the current process temperature. On the basis of the temperature characteristics of the diffusion coefficients, their instantaneous values can be determined. This method is used in the production of the gradient planar optical waveguides using the ion exchange technique.

Słowa kluczowe

PL

wymiana jonowa w szkle; równanie dyfuzji; światłowód planarny; kontrola procesów

EN

ion exchange in glass; diffusion equation; planar waveguide; process control

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 10
• Strony: 269--273
• Opis fizyczny: Bibliogr. 29 poz., rys.

Twórcy

autor

Rogoziński Roman

• Politechnika Śląska, Katedra Optoelektroniki, ul. Krzywoustego 2, 44-100 Gliwice

• https://orcid.org/0000-0002-4164-6954

Bibliografia

• [1] Garfinkel H. M., Ion-exchange equilibria between glass and molten salts,J. Phys. Chem. 72 (1968),12, 4175-4181
• [2] Doremus R. H., Ion exchange in glass, Chapter 1 in Ion Exchange A Series of Advances, (1969)1-42, Marcel Dekker, New York
• [3] Izawa T., Nakagome H., Optical waveguide formed by electrically induced migration of ions in glass plates, Appl. Phys. Lett. 21 (1972) (12), 584-586
• [4] Ramaswamy R.V.,Srivastava R., Ion-exchanged glass waveguides: a review, IEEE J. Lightwave Technol. LT-6 (1988) (6), 984-1000
• [5] Ross L., Integrated optical components in substrate glasses,Glastech. Ber. 62(8) (1989), 285-297
• [6] Najafi S. I., Introduction to Glass Integrated Optics, Artech House, Boston, MA (1992)
• [7] Nikonorov N. V., Petrovskii G. T, Ion-exchanged glasses in integrated optics: the current state of research and prospects (a review),Glass Phys. Chem. 25(1) (1999), 16-55
• [8] Mazzoldi P., Carturan S., Quaranta A., Sada C., Sglavo V. M., Ion exchange process: History, evolution and applications, Rivista Del Nuovo Cimento, Vol. 36, No 9 (2013) 397-459
• [9] Tervonen A., West B. R., Honkanen S., Ion-exchanged glass waveguide technology: a review, Optical Engineering 50(7), (2011) 071107
• [10] Honkanen S., et al., Recent advances in ion exchanged glass waveguides and devices, Phys. Chem. Glasses: Eur. J. Glass Sci. Technol. B, 47 (2), (2006) 110–120
• [11] Mazzoldi P., Sada C., A trip in the history and evolution of ionexchange process, Mat. Sci. Eng. B 149(2), (2008) 112-117
• [12] Giallorenzi T. G, et al. Optical Waveguides Formed by Thermal Migration of Ions in Glass, Appl. Opt. 12, (1973) 1240-1245
• [13] Stewart G., Laybourn P., Fabrication of ion-exchanged optical waveguides from dilute silver nitrate melts, IEEE J. Quantum Electron. QE-14(12), (1978) 930-934
• [14] Chludzinski P., Ramaswamy R. V., T. J. Anderson, Ion exchange between soda-lime silica glass and sodium nitrate-silver nitrate molten salts, Phys. Chem. Glasses 28(5), (1987)169-173
• [15] Jackel J. L., Glass waveguides made using low melting point nitrate mixtures, Appl. Opt. 27(3), (1988) 472-475
• [16] Chartier G. H., Jaussaud P., A. D. de Oliveira, and O. Parriaux, Optical waveguides fabricated by electric-field controlled ion exchange in glass, Electron. Lett. 14(5), (1978) 132-134
• [17] Grelin J., Ghibaudo E., Broquin J.-E., Study of deeply buried waveguides: A way towards 3D integration, Mat. Sci. Eng.: B 149(2,) (2008)185-189
• [18] Viljanen J., Leppihalme M., Fabrication of optical strip waveguides with nearly circular cross section by silver ion migration tech nique, J. Appl. Phys. 51(7), (1980) 3563-3565
• [19] Leminger, O.G., Rothamel, U., Zengerle, R., et al., Characterization of Ion-Exchanged Channel Waveguides in Optical Glasses, Proc. SPIE-Int. Soc. Opt. Eng., Vol. 651 (1986), 51-57
• [20] Lupascu A., et al. Modeling ion exchange in glass with concentration-dependent diffusion coefficients and mobilities, Opt. Eng. 35(6), (1996) 1603-1610
• [21] Siew, S.Y., et al. Review of Silicon Photonics Technology and Platform Development. J. Lightwave Technol., 39, (2021) 4374–4389
• [22] Karasińki P., Zięba M., Gondek E., Nizioł J., Gorantla S., Rola K., Bachmatiuk A., Tyszkiewicz C., Sol-Gel Derived Silica-Titania Waveguide Films for Applications in Evanescent Wave Sensors-Comprehensive Study, Materials, 15, (2022) 7641
• [23] Karasiński P., Rogoziński R. Characterization and sensor properties of sol-gel SiO2:TiO2 film/ion-exchange glass optical waveguides. Opt. Commun. Vol. 281 Iss. 9, (2008) 2472-2480
• [24] Rogoziński R. Producing the gradient changes in glass refraction by the ion exchange method. Selected aspects Ion exchange - studies and applications. Ed. Ayben Kilislioglu, InTech, (2015) 105-138
• [25] Rogoziński R. Producibility of the ion-exchange method in manufacturing gradient refractive index in glass, Bull. Pol. Acad. Sci.,Tech. Sci. Vol. 62 No. 4 (2014) 655-665
• [26] Gato L., Srivastava R., Time Dependent Surface Index Change in Ion Exchanged Waveguides, Optics Communications, Vol.123, No.4-6,(1996) 483-486
• [27] Crank J., The Mathematics of Diffusion. Oxford, U.K.: Clarendon, (1956)
• [28] Rogoziński R.,Planarne struktury światłowodowe wytwarzane metodą wymiany jonowej w szkłach. Wybrane zagadnienia z technologii wytwarzania, pomiarów właściwości optycznych i modelowania numerycznego struktur, Monografia, Gliwice (2007) Wydawnictwo Politechniki Śląskiej nr 135
• [29] Björck Å., Dahlquist G., Metody numeryczne, PWN Warszawa (1987)