УДК: 681.7.068, 535.3

Одномодовые микроструктурированные световоды с круговым расположением пустот для передачи излучения в режиме ограниченной нелинейности

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Демидов В.В. Одномодовые микроструктурированные световоды с круговым расположением пустот для передачи излучения в режиме ограниченной нелинейности // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 8. С. 3–8.

Demidov V.V. Single-mode microstructured lightguides with circular placement of cavities for radiation transport in the limited-nonlinearity regime [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2017. V. 84. № 8. P. 3–8.

Ссылка на англоязычную версию:

V. V. Demidov, "Single-mode microstructured lightguides with circular placement of cavities for radiation transport in the limited-nonlinearity regime," Journal of Optical Technology. 84(8), 504-508 (2017). https://doi.org/10.1364/JOT.84.000504

Аннотация:

Теоретически и экспериментально проанализированы возможности микроструктур из кварцевого стекла с негексагональной (круговой) ориентацией пустот в оболочке и сердцевиной диаметром 40 мкм для улучшения слабой направляемости фундаментальной моды. Установлено, что критерием достижения одномодового режима распространения излучения является высокий уровень дискриминации поляризационной компоненты TM01 первой высшей моды.

Ключевые слова:

микроструктурированный световод, большая сердцевина, одномодовый режим, фундаментальная мода, высшая мода, потери излучения

Благодарность:

Работа выполнена при государственной финансовой поддержке ведущих университетов РФ (субсидия 074-U01).

Коды OCIS: 060.4005, 060.5295, 060.2430, 060.2270, 060.2280, 060.2400

Список источников:

1. Dvoyrin V.V., Mashinsky V.M., Bulatov L.I., Bufetov I.A., Shubin A.V., Melkumov M.A., Kustov E.F., Dianov E.M., Umnikov A.A., Khopin V.F., Yashkov M.V., Guryanov A.N. Bismuth-doped-glass optical fibers — a new active medium for lasers and amplifiers // Opt. Lett. 2006. V. 31. № 20. P. 2966–2968.
2. Dianov E.M. Bismuth-doped optical fibers: a challenging active medium for near-IR lasers and optical amplifiers // Light: Science & Applications. 2012. V. 1. P. e12.

3. Bufetov I.A., Melkumov M.A., Firstov S.V., Riumkin K.E., Shubin A.V., Khopin V.F., Guryanov A.N., Dianov E.M. Bi-doped optical fibers and fiber lasers // IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2014. V. 20. № 8. P. 903815.
4. Dianov E.M., Semjonov S.L., Bufetov I.A. New generation of optical fibres // Quantum Electron. 2016. V. 46. № 1. P. 1–10.
5. Girard S., Kuhnhenn J., Gusarov A., Brichard B., Van Uffelen M., Ouerdane Y., Boukenter A., Marcandella C. Radiation effects on silica-based optical fibers: recent advances and future challenges // IEEE Trans. Nucl. Sci. 2013. V. 60. № 3. P. 2015–2036.
6. Дукельский К.В., Ероньян М.А., Комаров А.В., Кулеш А.Ю., Ломасов В.Н., Мешковский И.К., Хохлов А.В. Радиационно-оптическая устойчивость одномодовых световодов W-типа с депрессированной фторсиликатной оболочкой // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 2. С. 64–66.
7. Kim Y., Ju S., Jeong S., Lee S.H., Han W.-T. Gamma-ray radiation response at 1550 nm of fluorine-doped radiation hard single-mode optical fiber // Opt. Express. 2016. V. 24. № 4. P. 3910–3920.
8. Томашук А.Л., Дворецкий Д.А., Лазарев В.А., Пнев А.Б., Карасик В.Е., Салганский М.Ю., Кашайкин П.Ф., Хопин В.Ф., Гурьянов А.Н., Дианов Е.М. Отечественные радиационно-стойкие волоконные световоды // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2016. № 5. С. 111–124.
9. Mihailov S.J. Fiber Bragg grating sensors for harsh environments // Sensors. 2012. V. 12. № 2. P. 1898–1918.
10. Варжель С.В., Мунько А.С., Коннов К.А., Грибаев А.И., Куликов А.В. Запись решеток Брэгга в двулучепреломляющем оптическом волокне с эллиптической напрягающей оболочкой, подвергнутом водородной обработке // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 10. С. 74–78.
11. Архипов С.В., Стригалев В.Е., Солдатова Н.С., Варжель С.В., Мунько А.С., Смирнова Ю.Д. Зависимость эффективности записи брэгговских решеток в двулучепреломляющих оптических волокнах от ориентации напрягающей эллиптической оболочки // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 11. С. 79–82.
12. Richardson D.J. New optical fibres for high-capacity optical communications // Phil. Trans. R. Soc. A. 2016. V. 374. № 2062. P. 20140441.
13. Бурдин А.В., Дмитриев Е.В., Прапорщиков Д.Е., Севрук Н.Л. Применение кварцевых многомодовых волоконных световодов с габаритным центральным дефектом профиля показателя преломления в распределенных сенсорах волоконно-оптических датчиков на базе маломодовых эффектов // Прикладная фотоника. 2016. Т. 3. № 3. С. 252–279.
14. Saitoh K., Matsuo S. Multicore fiber technology // J. Lightwave Technol. 2016. V. 34. № 1. P. 55–66.
15. Pryamikov A.D., Biriukov A.S., Kosolapov A.F., Plotnichenko V.G., Semjonov S.L., Dianov E.M. Demonstration of a waveguide regime for a silica hollow-core microstructured optical fiber with a negative curvature of the core boundary in the spectra region > 3.5 μm // Opt. Express. 2011. V. 19. № 2. P. 1441–1448.
16. Poletti F. Nested antiresonant nodeless hollow core fiber // Opt. Express. 2014. V. 22. № 20. P. 23807–23828.
17. Russell P.St.J. Photonic-crystal fibers // J. Lightwave Technol. 2006. V. 24. № 12. P. 4729–4749.
18. Arismar Cerqueira S. Jr. Recent progress and novel applications of photonic crystal fibers // Rep. Prog. Phys. 2010. V. 73. № 2. P. 024401.
19. Jin W., Ju J., Ho H.L., Hoo Y.L., Zhang A. Photonic crystal fibers, devices, and applications // Front. Optoelectron. 2013. V. 6. № 1. P. 3–24.
20. Шевандин В.С. Одномодовый микроструктурированный световод с большой сердцевиной в металлическом покрытии // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 2. С. 67–71.
21. Tunnermann A., Schreiber T., Roser F., Liem A., Hofer S., Zellmer H., Nolte S., Limpert J. The renaissance and bright future of fibre lasers // J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 2005. V. 38. № 9. P. S681–S693.
22. Dong L. Advanced optical fibers for high power fiber lasers // Advances in optical fiber technology: fundamental optical phenomena and applications / Ed. Moh. Yasin. InTech. 2015. P. 221–252.
23. Mortensen N.A., Folkenberg J.R. Low-loss criterion and effective area considerations for photonic crystal fibres // J. Opt. A: Pure Appl. Opt. 2003. V. 5. № 3. P. 163–167.
24. Nielsen M.D., Mortensen N.A., Albertsen M., Folkenberg J.R., Bjarklev A., Bonacinni D. Predicting macrobending loss for large-mode area photonic crystal fibers // Opt. Express. 2004. V. 12. № 8. P. 1775–1779.
25. Nielsen M.D., Folkenberg J.R., Mortensen N.A. Single-mode photonic crystal fiber with an effective area of 600 μm2 and low bending loss // Electron. Lett. 2003. V. 39. № 25. P. 1802–1803.
26. Гатчин Ю.А., Дукельский К.В., Бондаренко И.Б., Садыков А.А., Демидов В.В., Тер-Нерсесянц Е.В. Оптические потери при изгибе одномодового микроструктурированного световода с большой сердцевиной // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 2. С. 246–252.
27. Демидов В.В., Дукельский К.В., Тер-Нерсесянц Е.В., Шевандин В.С. Микроструктурированные одномодовые световоды на основе явления дифференциального модового затухания // Оптический журнал. 2012. Т. 79. № 1. С. 52–57.

28. Demidov V., Dukel’skii K., Shevandin V. Design and characterization of single-mode microstructured fibers with improved bend performance // Selected topics on optical fiber technology / Eds. Moh. Yasin, Harun S.W., Arof H. InTech. 2012. P. 447–472.
29. Demidov V., Ter-Nersesyants E. New possibilities of higher-order mode filtering in large-mode-area photonic crystal fibers // Proc. SPIE. 2014. V. 9128. P. 91280S.
30. Martelli C., Canning J., Gibson B., Huntington S. Bend loss in structured optical fibres // Opt. Express. 2007. V. 15. № 26. P. 17639–17644.
31. Агравал Г. Нелинейная волоконная оптика. Пер. с англ. М.: Мир, 1996. 323 с.
32. www.comsol.com
33. Saitoh K., Koshiba M. Full-vectorial imaginary-distance beam propagation method based on a finite element scheme: application to photonic crystal fibers // IEEE J. Quant. Electron. 2002. V. 38. № 7. P. 927–933.
34. Olszewski J., Szpulak M., Urbanczyk W. Effect of coupling between fundamental and cladding modes on bending losses in photonic crystal fibers // Opt. Express. 2005. V. 13. № 16. P. 6015–6022.
35. Guobin R., Zhi W., Shuqin L., Shuisheng J. Mode classification and degeneracy in photonic crystal fibers // Opt. Express. 2003. V. 11. № 11. P. 1310–1321.
36. Kuhlmey B.T., McPhedran R.C., de Sterke C.M. Modal cutoff in microstructured optical fibers // Opt. Lett. 2002. V. 27. № 19. P. 1684–1686.
37. Fini J., Bise R. Progress in fabrication and modeling of microstructured optical fibers // Jpn. J. Appl. Phys. 2004. V. 43. № 8B. P. 5717–5730.