Schreiben-Bragg-Gitter in Multicore- Fibers

Faser – Bragg – Gitter (FBGs) als schmalbandige Filter aufgrund der Tatsache , weithin verwendet wird, kann sie für eine große Anzahl von Anwendungen ¹ angepasst werden. Sie sind nicht auf Unterdrückung von einzelnen Wellenlängen beschränkt; komplexe Transmissionsspektren können ² durch die Verwendung von aperiodischen Brechungsindexvariationen erzeugt werden. Eine Einschränkung ist, dass FBGs kann nur in Einmodenfasern (SMF) eingeschrieben werden, da die Wellenlänge, die für eine gegebene Gitterperiode hängt von der Ausbreitungskonstante unterdrückt wird. In einer Multimode-Faser (MMF), wobei jeder Modus eine unterschiedliche Ausbreitungskonstante aufweist, ist die unterdrückt Wellenlänge für jeden Modus unterschiedlich und daher nicht das Gitter nicht starke Unterdrückung zu jeder einzelnen Wellenlänge geben.

Der Anstoß für das Experiment stammt aus der Astronomie. Unter seeing-limitierten Bedingungen, ist eine direkte Kopplung in eine SMF schwierig und ineffizient; extreme adaptive Optik sind erforderlich , damit ³ zu tun. Wegen dieses MMFs sind typmatisch verwendet , wenn von dem Teleskop Brennebene ⁴ Sammeln von Licht. Deshalb zur Verfügung, um die Funktionalität zu halten nur zu SMFs, ist es notwendig, eine effiziente Umwandlung zwischen SMFs und MMFs zu haben. Dies ist möglich mit der photonischen Laterne, eine Vorrichtung , die auf ein Array von SMFs über einen Verjüngungs Übergang ⁵ angeschlossen eines Multimode – Port besteht. Photonic Laternen wurden in GNOSIS Instrument verwendet wird , in dem die SMFs FBGs enthaltenen atmosphärischen Emissionslinien zu entfernen (durch OH – Radikale und andere Moleküle) von Nahinfrarot-Beobachtungen ^6. Die Nachteile der Verwendung von einzelnen, Single-Core-SMFs für diese Aufgabe sind, dass sie eins nach dem anderen und gespleißt einzeln in den optischen Zug geschrieben werden müssen, erfordert viel Zeit und manuellen Aufwand. Die Technik, die in diesem Artikel beschrieben wird versucht, diese Mängel unter Verwendung eines komplexeren Faser Format zu adressieren, die Single-Mode-Funktionalität bereitzustellen.

Die nächste Generation OH supprITZUNG Instrument PRAXIS ⁷ wird die Verwendung von Multi-Core – Fasern (MCFs) machen. Diese Fasern enthalten eine beliebige Anzahl von Single-moded Kerne in einem einzigen Mantel eingebettet. Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass die MCF kann die resultierende photonischer Laterne ist ein kompaktes und robustes in sich geschlossene Einheit in einem MMF verjüngt werden. Im fertigen Instrument, das Licht von dem Teleskop in die MMF-Port der Laterne angekoppelt werden; die Verjüngung Übergang wird dieses Licht in den Single-Mode-Kerne trennen, wo es durch die FBGs passieren. Nachdem die Wellenlänge des verbleibenden Lichtfilterung auf einen Detektor verteilt wird, gesammelt die Spektren.

Mit MCFs beschleunigt auch den Prozess des Schreibens Gitter nach oben, da alle Kerne in einem einzigen Durchgang eingeschrieben werden. Jedoch muß der Schreibprozess modifiziert werden, um zu gewährleisten, dass alle Kerne die gleichen Reflexionseigenschaften aufweisen. Dies ist, weil die gekrümmte Fläche der Verkleidung wirkt als Linse während Neben Schreiben der FBGs, resulting in einem UV-Feld, das verwendet wird, wenn die Standard-Seitenschreibverfahren an jedem Kern in Kraft und Richtung variiert. Daher wird jeder Kern eine unterschiedliche Übertragungsprofil aufweisen, und die Faser wird nicht starke Unterdrückung bei einer einzigen Wellenlänge ⁸ bereitzustellen.

Eine Gruppe an der Naval Research Laboratory experimentierten die Verteilung und die Lichtempfindlichkeit von Kernen mit Modifizierung der Effekte dieser Variation ⁹ aufzuheben. Der Nachteil der Verwendung eines solchen Ansatzes ist, dass die Faser für jede Kombination von Mantel Größe neu gestaltet werden müssen, Kerngröße, Anzahl der Kerne und der chemischen Zusammensetzung. Außerdem bedeutet das Fehlen axialer Symmetrie in den resultierenden Designs, die die MCF nicht effektiv in eine MMF mit einem kreisförmigen Kern verjüngt sein. Dieses Papier nennt eine andere Herangehensweise an das Problem: das Feld innerhalb der Faser zu modifizieren, indem es durch eine flache Oberfläche passieren zu müssen, anstatt auf der gekrümmten Verkleidung direkt Vorfall zu sein. Mit diesem Ansatz ergibt sich einTechnik, die auf eine Vielzahl von MCF-Designs und Größen, insbesondere die achsensymmetrische Fasern, die wir in photonischer Laternen aufnehmen wollen übertragbar ist.

Um die notwendige ebene Oberfläche zu erzeugen, wird das MCF in einer UV-transparenten Kapillarrohr angeordnet, die auf einer Seite geschliffen und poliert wurde, eine flache Außenwand zu geben. Ein kleiner Spalt ist zwischen der Faser und Kapillare gelassen werden, da letztere ± 10 um Variationen im Durchmesser enthalten. Siehe Abbildung 1 für eine Darstellung. Dieses Papier wird das experimentelle Verfahren beschreiben FBGs auf diese Weise zu schreiben, und Beispiele für die mögliche Verbesserungen liefern. Weitere Informationen finden Sie bisher veröffentlichten Simulationen ¹⁰ und experimentelle Ergebnisse ^11.

Abbildung 1. Schematische Darstellung der polierten Kapillare wie in FBG Produkt verwendetion. Die MCF ist im Inneren des Kapillarröhrchens angeordnet. Der Spalt zwischen beiden sollte klein sein, aber für kleine Variationen im Durchmesser ermöglichen. Das UV – Licht , das durch die Phasenmaske passiert hat , tritt dann in das System durch die flache Seite des Kapillarrohrs. Bitte klicken Sie hier , um eine größere Version dieser Figur zu sehen.