МИКРОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ ОДНОМОДОВЫЕ СВЕТОВОДЫ на ОСНОВЕ ЯВЛЕНИя ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО МОДОВОГО ЗАТУХАНИЯ

© 2012 г.   В. В. Демидов; К. В. Дукельский, канд. техн. наук; Е. В. Тер-Нерсесянц; В. С. Шевандин, доктор техн. наук

Научно-исследовательский институт оптического материаловедения  ВНЦ “ГОИ им. С.И. Вавилова”, Санкт-Петербург

E-mail: volokno@goi.ru, victor@goi.ru

Исследован модовый состав излучения, распространяющегося по микроструктурированным световодам с сердцевиной большого диаметра и особой структурой оболочки. Показано, что все представленные конструкции оптических волокон (световоды со смещенной сердцевиной, с циклической системой отверстий, с симметрией C_3V) отличаются от традиционного аналога повышенной устойчивостью основной моды к изгибу световода. Одномодовый режим распространения света практически достигается в указанных структурах за счет существенной разницы в коэффициентах затухания основной и высших мод. Экспериментально установлено, что основным преимуществом световодных структур, сочетающих большой диаметр сердцевины (20–40 мкм) и повышенный уровень содержания воздуха в оболочке, является расширенный рабочий спектральный диапазон.

Ключевые слова: микроструктурированный световод, сердцевина световода, модовый состав излучения.

Коды OCIS: 060.2400, 060.2430, 060.4005

УДК 666.189.21: 666.22

Поступила в редакцию 04.04.2011

Литература

1. Limpert J., Deguil-Robin N., Manek-Honninger I., Salin F., Roser F., Liem A., Schreiber T., Nolte S., Zellmer H., Tunnermann A., Broeng J., Petersson A., Jakobsen C. High-power rod-type photonic crystal fiber laser // Opt. Exp. 2005. V. 13. № 4. P. 1055–1058.
2. Limpert J., Schmidt O., Rothhardt J., Roser F., Schreiber T., Tunnermann A., Ermeneux S., Yvernault P.,  Salin F. Extended single-mode photonic crystal fiber lasers // Opt. Exp. 2006. V. 14. № 7. P. 2715–2720.
3. Wang P., Cooper L.J., Sahu K., Clarkson W.A. Efficient single-mode operation of a cladding-pumped ytterbium-doped helical-core fiber laser // Opt. Lett. 2006. V. 31. № 2. P. 226–228.
4. Dong L., Li J., Peng X. Bend-resistant fundamental mode operation in ytterbium-doped leakage channel fibers with effective areas up to 3160 m² // Opt. Exp. 2006. V. 14. № 24. P. 11512–11519.
5. Wang X., Lu B. The beam propagation factor and far-field distribution of Bessel-modulated Gaussian beam // Opt. and Quant. Electron. 2002. V. 34. P. 1071–1077.
6. Дукельский K.В., Комаров А.В., Тер-Нерсесянц Е.В., Хохлов А.В., Шевандин В.С. Устойчивые к изгибу мик-роструктурированные световоды с большой сердцевиной // Труды Всерос. конф. по волоконной оптике.Пермь, 10–12 октября 2007 г. Спецвыпуск “Фотон-экспресс”. Наука, 2007, сессия Б6. С. 154–155.
7. Dukel`ski K.V., Komarov A.V., Khokhlov A.V., Ter-Nersesyantz E.V., Shevandin V.S. 7- and 19-element-core bend-resistant microstructured fibers // Trans. Tech. Publications. Advanced Materials Research. 2008.  V. 39–40. № 5. P. 261–264.
8. Агрузов П.М., Дукельский К.В., Комаров А.В., Тер-Нерсесянц Е.В., Хохлов А.В., Шевандин В.С. Разработка микроструктурированных световодов с большой сердцевиной и исследование их оптических свойств // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 1. С. 77–81.
9. Демидов В.В., Дукельский К.В., Шевандин В.С. Модовый состав излучения в микроструктурированных  световодах со смещенной сердцевиной // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 6. С. 55–60.
10. Tsuchida Y., Saitoh K., Koshiba M. Design and characterization of single-mode holey fibers with low bending losses // Opt. Exp. 2005. V. 13. № 12. P. 4770–4779.
11. Nielsen M.D., Mortensen N.A., Folkenberg J.R. Reduced microdeformation attenuation in large-mode-area photonic crystal fibers for visible applications // Opt. Lett. 2003. V. 28. № 18. P. 1645–1647.
12. Nielsen M.D., Folkenberg J.R., Mortensen N.A. Singlemode photonic crystal fibre with effective area of  600 m² and low bending loss // Electron. Lett. 2003. V. 39. № 25. P. 1802–1803.
13. Nielsen M.D., Folkenberg J.R., Mortensen N.A., Bjarklev A. Bandwidth comparison of photonic crystal fibers and conventional single-mode fibers // Opt. Exp. 2004. V. 12. № 3. P. 430–435.
14. Nielsen M.D., Mortensen N.A., Albertsen M., Folkenberg J.R., Bjarklev A., Bonacinni D. Predicting macro- bending loss for large-mode area photonic crystal fibers // Opt. Exp. 2004. V. 12. № 8. P. 1775–1779.

Полный текст