Исследование динамики записи суперпозиций чирпированных волоконных брэгговских решеток

Волошина А.Л., Дмитриев А.А., Варжель С.В., Куликова В.А., Козлова А.И., Калязина Д.В.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Волошина А.Л., Дмитриев А.А., Варжель С.В., Куликова В.А., Козлова А.И., Калязина Д.В. Исследование динамики записи суперпозиций чирпированных волоконных брэгговских решеток // Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 7. С. 5–14. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-07-05-14

Voloshina A.L., Dmitriev A.A., Varzhel S.V., Kulikova V.A., Kozlova A.I., Kaliazina D.V. Inscription study of superimposed chirped fiber Bragg gratings [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2023. V. 90. № 7. P. 5–14. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-07-05-14

Ссылка на англоязычную версию:

Anna L. Voloshina, Andrei A. Dmitriev, Sergey V. Varzhel, Varvara A. Kulikova, Alexandra I. Kozlova, and Daria V. Kaliazina, "Inscription study of superimposed chirped fiber Bragg gratings," Journal of Optical Technology. 90(7), 356-361 (2023). https://doi.org/10.1364/JOT.90.000356

Аннотация:

Предмет исследования. Анализ изменения спектральных характеристик чирпированных волоконных брэгговских решеток в составе суперпозиции во время их изготовления. Цель работы. Исследование динамики изменения спектральных характеристик чирпированных волоконных брэгговских решеток в процессе их записи. Метод. С использованием эксимерной лазерной системы на KrF и интерферометра Тальбота в телекоммуникационном одномодовом оптическом волокне стандарта G.657.A2 индуцируется суперпозиция, состоящая из четырех решеток Брэгга
с переменным по длине периодом. В процессе изготовления дифракционных структур оценивается изменение спектральных характеристик чирпированных волоконных брэгговских решеток в зависимости от суммарной дозы облучения. Основные результаты. Демонстрируются зависимости изменения коэффициента отражения, ширины на полувысоте спектрального отклика и центральной длины волны брэгговского резонанса каждой чирпированной решетки Брэгга в составе суперпозиции от суммарной дозы облучения участка оптического волокна ультрафиолетовой интерференционной картиной. Приводятся численные значения модуляции спектральных характеристик дифракционных структур. Практическая значимость. Результаты работы представляют существенную значимость в области волоконной оптики, в частности — в создании волоконно-оптических приборов на основе брэгговских отражателей. Проведенный анализ демонстрирует зависимости изменения спектральных характеристик волоконных структур при их индуцировании в составе суперпозиции. Результаты исследования могут быть полезны в оптимизации процесса изготовления волоконно-оптических устройств на основе суперпозиций чирпированных решеток Брэгга, что позволит с высокой точностью достигать требуемых характеристик дифракционных структур.

Ключевые слова:

чирпированная волоконная брэгговская решетка, изготовление решеток Брэгга, интерферометр Тальбота, суперпозиции чирпированных решеток Брэгга, пектральные характеристики

Благодарность:

Работа выполнена при финансовой поддержке программы «Приоритет 2030» с использованием уникальной научной установки № 506865 «Многофункциональная установка по интерферометрической записи волоконных брэгговских решеток и специальных структур на их основе».

Коды OCIS: 060.0060, 060.2310, 060.3735

Список источников:

1. Deng J., Li Y., Shen M., et al. Single-frequency random distributed bragg reflector fiber laser // J. Lightwave Technol. 2022. V. 40. № 13. P. 4385–4390. https://doi.org/10.1109/jlt.2022.3160490
2. Wang Ch., Li X., Zhang Sh., et al. Wavelength and bandwidth tunable filter and its application in a dissipative soliton fiber laser // Opt. Lett. 2022. V. 47. № 11. P. 2698–2701. https://doi.org/10.1364/OL.460051
3. Hunter D.B. and Minasian R.A. Microwave optical filters using in-fiber Bragg grating arrays // IEEE Microwave and Guided Wave Lett. 1996. V. 6. № 2. P. 103. https://doi.org/10.1109/75.482003
4. Dmitriev A.A., Varzhel S.V., Grebnev K.V., et al. Strain gauge based on n-pairs of chirped fiber Bragg gratings // Opt. Fiber Technol. 2022. V. 70. P. 102893. https://doi.org/10.1016/j.yofte.2022.102893
5. Дмитриев А.А., Гребнев К.В., Варжель С.В. и др. Волоконнооптический датчик вибрации на основе SMF-MMF-SMF перехода и наклонной решетки
Брэгга // Научно-техн. вест. инф. технол., механики и оптики. 2021. Т. 21. № 6. С. 801–807. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2021-21-6-801-807
6. Моор Я.Д., Коннов К.А., Плотников М.Ю. и др. Высокоточный волоконно-оптический датчик температуры на основе интерферометра Фабри–Перо с отражающими тонкопленочными многослойными структурами // Научно-техн. вест. инф. технол., механики и оптики.2022. Т. 22. № 3. С. 442–449. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2022-22-3-442-449
7. Novikova V.A., Varzhel S.V., Tokareva I.D., et al. Liquid flow motion rate measuring method, based on the fiber Bragg gratings // Opt. and Quant. Electron.
2020. V. 52. P. 132. https://doi.org/10.1007/s11082-020-2257-2
8. Zhang H., Jiang J., Liu S., et al. Overlap spectrum fiber Bragg grating sensor based on light power demodulation // Sensors (Switzerland). 2018. V. 18. № 5. P. 1597. https://doi.org/10.3390/s18051597
9. Михнева А.А., Грибаев А.И., Варжель С.В. и др. Запись и исследование спектральных характеристик чирпированных волоконных решеток Брэгга // Оптический журнал. 2018. Т. 95. № 9. С. 12–16. https://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-09-12-16

10. Коннов К.А., Сложеникина Ю.И., Грибаев А.И. и др. Исследование и оптимизация процесса записи суперпозиций волоконных решеток Брэгга // Научно-техн. вест. инф. технол., механики и оптики. 2017. Т. 17. № 6. С. 1004–1010. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2017-17-6-1004-1010
11. Идрисов Р.Ф., Грибаев А.И., Стам А.М. и др. Запись суперпозиций волоконных решёток Брэгга с использованием интерферометра Тальбота // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 10. С. 56–60. https://doi.org/10.17586/0021-3454-2017-60-5-466-473
12. Dmitriev A.A., Gribaev A.I., Varzhel S.V., et al. Highperformance fiber Bragg gratings arrays inscription method // Opt. Fiber Technol. 2021. V. 63. P. 102508. https://doi.org/10.1016/J.YOFTE.2021.102508
13. Gribaev A.I., Pavlishin I.V., Stam A.M., et al. Laboratory setup for fiber Bragg gratings inscription based on Talbot interferometer // Opt. Quant. Electron. 2016. V. 48. P. 540. https://doi.org/10.1007/s11082-016-0816-3
14. Неуструев В.Б. Электрострикционный механизм образования брэгговской решетки в германосиликатных световодах // Квант. электрон. 2001.
Т. 31. № 11. С. 1003–1006. https://doi.org/10.1070/QE2001v031n11ABEH002092
15. Варжель С.В. Волоконные брэгговские решетки. СПб.: Университет ИТМО, 2015. 65 с.