Расчет и оптимизация оптической системы ввода излучения в одномодовое оптическое волокно

Липницкая С.Н., Романов А.Е., Бугров В.Е., Бауман Д.А.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Липницкая С.Н., Романов А.Е., Бугров В.Е., Бауман Д.А. Расчет и оптимизация оптической системы ввода излучения в одномодовое оптическое волокно // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 5. С. 17–22. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-05-17-22

Lipnitskaya S.N., Romanov A.E., Bugrov V.E., Bauman D.A. Calculation and optimization of an optical system for radiation coupling into a single-mode optical fiber [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2019. V. 86. № 5. P. 17–22. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-05-17-22

Ссылка на англоязычную версию:

S. N. Lipnitskaya, A. E. Romanov, V. E. Bugrov, and D. A. Bauman, "Calculation and optimization of an optical system for radiation coupling into a single-mode optical fiber," Journal of Optical Technology. 86(5), 273-277 (2019). https://doi.org/10.1364/JOT.86.000273

Аннотация:

Проведено численное моделирование ввода лазерного излучения в одномодовое оптическое волокно. Рассмотрены различные варианты согласования источника лазерного излучения и оптического волокна: прямая стыковка, микролинза на торце оптического волокна, линза между источником излучения и оптическим волокном. Определены оптимальные параметры согласующих элементов для ввода излучения лазерного диода с торцевым излучением и вертикально излучающего лазера в одномодовое оптическое волокно, позволяющие получить расчетную эффективность ввода 65 и 100% соответственно.

Ключевые слова:

оптическое волокно, лазерный диод, оптимизация, физическая оптика, микролинза

Благодарность:

Работа выполнена при поддержке Министерства образования и науки РФ в рамках Федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014–2020 годы», шифр 2017-14-582-0001, соглашение № 14.581.21.0029 от 23 октября 2017 г., уникальный идентификатор RFMEFI58117X0029.

Коды OCIS: 060.2340, 060.2430, 060.4510

Список источников:

1. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. М.: Эко-Трендз, 2001. 267 с.
2. Наний О.Е. Оптические передатчики // Lightwave Russian Edition. 2003. № 2. С. 48–51.
3. Cohen L.G. Power coupling from GaAs injection lasers into optical fibers // Bell Labs Technical J. 1972. V. 51. № 3. P. 573–574.
4. Yang H.M., Huang S.Y., Lee C.W., et al. High-coupling tapered hyperbolic fiber microlens and taper asymmetry effect // J. Lightwave Technol. 2004. V. 22. № 5. P. 1395–1401.

5. Lin C.H., Lei S.C., Hsieh W.H., et al. Micro-hyperboloid lensed fibers for efficient coupling from laser chips // Opt. Exp. 2017. V. 25. № 20. P. 24480–24485.
6. Zou H., Huang H., Chen S., et al. Laser printed fiber microlens for fiber-diode coupling by direct laser writing // Appl. Opt. 2014. V. 53. № 36. P. 8444–8448.
7. Stagaman J.M., Moore D.T. Laser diode to fiber coupling using anamorphic gradient-index lenses // Appl. Opt. 1984. V. 23. № 11. P. 1730–1734.
8. Wilson R.G. Ball-lens coupling efficiency for laser-diode to single-mode fiber: Comparison of independent studies by distinct methods // Appl. Opt. 1998. V. 37. № 15. P. 3201–3205.
9. Saruwatari M., Nawata K. Semiconductor laser to single-mode fiber coupler // Appl. Opt. 1979. V. 18. № 11. P. 1847–1856.
10. Гудмен Дж. Введение в фурье-оптику. М.: «Мир», 1970. 364 с.
11. Быков В.П., Силичев О.О. Лазерные резонаторы. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004. 320 c.
12. Yu N. Coupling of a semiconductor laser to a s ingle-mode f iber // [Электронный ресурс] Режим доступа: https://digitalcommons.ohsu.edu/etd/232
13. Buyalo M.S., Gadzhiyev I.M., Il’inskaya N.D., et al. Mode-locked lasers with “thin” quantum wells in 1.55 μm spectral range // Technical Phys. Lett. 2018. V. 44. № 2. P. 95–102.
14. Fischer-Hirchert U.H.P. Photonic packaging sourcebook. Fiber-chip coupling for optical components, basic calculations, modules. Berlin: Springer-Verlag Heidelberg, 2015. 325 p.