Het schrijven van Bragg Roosters in Multicore Fibers

Bragg roosters (VBR) worden veel gebruikt als smalband filters omdat ze kunnen worden aangepast voor een groot aantal toepassingen ^1. Zij zijn niet beperkt tot onderdrukking enkele golflengten; complex transmissie spectra kunnen worden gemaakt door het gebruik van aperiodische brekingsindex variaties ^2. Een beperking is dat VBR alleen kan worden ingeschreven in single-mode vezels (SMF), als de golflengte die wordt onderdrukt gedurende een bepaalde rasterperiode afhankelijk van de propagatieconstante. In een multimode vezel (MMF), waarbij elke modus een verschillende propagatieconstante, onderdrukte golflengte voor elke modus is anders en daarom het raster geen sterke onderdrukking geven op een bepaalde golflengte.

De impuls voor dit experiment komt uit de astronomie. Under-seeing beperkte voorwaarden, directe koppeling naar een SMF is moeilijk en inefficiënt; extreme adaptieve optiek zijn verplicht om dit te doen ^3. Vanwege dit, geldmarktfondsen zijn typtisch gebruikt bij het ​​verzamelen van licht van de telescoop focal plane ^4. Derhalve om de functionaliteit alleen SMF houden, is het noodzakelijk om efficiënte omzetting tussen SMF en geldmarktfondsen hebben. Dit wordt mogelijk gemaakt door de fotonische lantaarn, een inrichting die bestaat uit een multimode poort verbonden met een reeks SMF via een tapse overgang ^5. Fotonische lantaarns werden gebruikt in de GNOSIS instrument, waarbij de SMF's VBR atmosferische emissielijnen verwijderen (door OH radicalen en andere moleculen) van nabij-infrarood observaties ^6. De nadelen van het gebruik van afzonderlijke, eenaderige SMF voor deze taak zijn dat zij moeten worden gesteld één voor één afzonderlijk gesplitst in de optische trein en vereist veel tijd en handmatige inspanning. De in dit artikel beschreven techniek probeert deze tekortkomingen met een complexere vezels formaat naar de single-mode functionaliteit pakken.

De volgende generatie OH supprsessieschijven instrument PRAXIS ⁷ maakt gebruik van multi-core vezels (MCFs) te maken. Deze vezels bevatten een aantal single-moded cores ingebed in een enkele bekleding. Het voordeel van deze aanpak is dat de MCF kan taps toelopen in een MMF de resulterende fotonische lantaarn die een compacte en robuuste onafhankelijke eenheid. In de voltooide instrument, zal het licht van de telescoop worden gekoppeld in de MMF-poort van de lantaarn; de taps toelopende overgang zal dit licht te scheiden in de single-mode kernen, waar het door de FBG's zal passeren. Na de golflengte filtreren van de resterende licht wordt verdeeld op een detector, de spectra verzameld.

Met behulp van MCFs ook versnelt het proces van het schrijven van roosters, omdat alle cores kan worden ingeschreven in een single-pass. Wel moet de schrijfproces teneinde worden gemodificeerd zodat alle kernen dezelfde reflectiekarakteristieken. Dit komt doordat het gebogen oppervlak van de bekleding werkt als een lens bij zijdelingse het schrijven van de VBR, resUlting in een UV-veld die varieert in kracht en de richting bij elke kern als de standaard side-writing methode wordt gebruikt. Vandaar dat elke kern een andere transmissie profiel, en de vezel zal geen sterke onderdrukking op een enkele golflengte ^8.

Een groep aan de Naval Research Laboratory geëxperimenteerd met het modificeren van de distributie en lichtgevoeligheid aders om de effecten van deze variatie ⁹ annuleren. Het nadeel van een dergelijke benadering is dat de vezel moet worden herontworpen voor elke combinatie van bekleding grootte, kern, aantal kernen en chemische samenstelling. Bovendien, het ontbreken van axiale symmetrie in de resulterende ontwerpen betekent dat de MCF niet effectief kan taps toelopen in een MMF met een ronde kern. Deze paper Gegevens een andere benadering van het probleem: wijzigen van de voorwaarden op de vezel doordat het door een vlak oppervlak passeert in plaats van direct invalt op de gebogen bekleding. Met deze aanpak resulteert in eentechniek die overdraagbaar is aan een verscheidenheid van MCF uitvoeringen en afmetingen, met name de axiaal symmetrische vezels die we willen nemen in fotonische lantaarns.

De nodige vlakke oppervlak te creëren, wordt de MCF geplaatst in een UV-transparante capillaire buis die is geslepen en gepolijst aan één zijde een vlakke buitenwand geven. Een kleine opening gelaten worden tussen de vezels en capillaire, omdat deze laatste ± 10 urn variaties in diameter bevatten. Zie Figuur 1 voor een afbeelding. Dit papier wordt de experimentele procedure beschrijven VBR op deze manier schrijven en voorbeelden van de mogelijke verbeteringen. Voor meer informatie zie eerder gepubliceerde simulaties ¹⁰ en experimentele resultaten ^11.

Figuur 1. Diagram van gepolijst capillair zoals in FBG production. De MCF is geplaatst binnen het capillair. De kloof tussen de twee moet klein zijn, maar zorgen voor kleine variaties in diameter. De UV-licht dat door de fase masker is gepasseerd gaat dan het systeem via de platte kant van het capillair. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.