Name: כתיבת Gratings בראג בסיבים מרובי-ליבות (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-04-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 48 s
Description: למד כיצד לחרוט סריגי Bragg בסיבים מרובי-ליבות באמצעות צינוריות קפילריות מזכוכית. שיטה זו מאפשרת כתיבה יעילה עם אותו ציוד המשמש לסיבים חד-מצביים, תוך הפחתת אפקטי עדשה ושיפור הביצועים האופטיים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

מעבדות SAIL ממומנות באמצעות מלגת הזוכה האוסטרלית של JBH ממועצת המחקר האוסטרלית.
מחקר זה נתמך על ידי מרכז המצוינות של מועצת המחקר האוסטרלית להתקני רוחב פס אולטרה-גבוה למערכות אופטיות (מספר פרויקט CE110001018).
העבודה הניסיונית בוצעה בחלקה בצומת OptoFab של מתקן הייצור הלאומי האוסטרלי, תוך שימוש במימון NCRIS וממשלת מדינת ניו סאות' ויילס. שירותי הידרוגנציה של סיבים ניתנו על ידי TE Connectivity ברדפרן. SLS רוצה להודות למעבדת האופטיקה והאלקטרוניקה, פוג'יקורה בע"מ, יפן על אספקת סיב 7 הליבות ששימש בניסוי זה.

1. הכנת מלוטש נימי צינורות (ANFF OptoFab) <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השג צינורות זכוכית נימים עם קוטר פנימי הדוק מתאים בקוטר סיבים. ככל בגודל, טוב יותר את הביצועים, אך להבטיח כי וריאציה ± 10 מיקרומטר בגודל נימים מותרות. הסר ציפוי מגן מן הצינורות נימי. לגלח ציפוי עם סכין גילוח כדי להסיר אותם מבלי לפגוע הצינורות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להתחדד צינורות נימי קוטר קטן יותר במידת הצורך. השתמש מכונת התחדדות אוטומטית מבוקרת מחשב אם זמין. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Secure באורך של צינורות עם מהדק בשני קצותיו. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מחמם את נימי נקודת התכה שווה סביב קוטרו באמצעות חוט להט חם הממוקם בין מלחציים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צייר את נימי דרך גוף החימום עם מתח מתמיד עד האורך הרצוי כבר קונים לקוטר הקטן יותר. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותך את צינור הנימים לתוך wi השווה כ האורכיםth כלי חיתוך זכוכית. ודא כי אלו הם לפחות 2 ס&quot;מ יותר אורך צורמת מיועד אך קטן מספיק כדי להתאים בתוך ציוד ליטוש בשימוש. הערה: לצורך ניסוי זה, באורך נימים של 7 סנטימטר היה בשימוש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף 8-10 של אורכי נימי דיסקוס זכוכית באמצעות דבק UV- לריפוי. התקן את הדיסקית על לנענע תואם עם המכונית לחיכה / ליטוש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מכונית לחיכה / ליטוש לטחון את הקירות החשופים של צינורות נימים על משטח שטוח. זהירות: אין לשאוף חצץ רופף. הערה: האלמנט השוחק הוא אל 2 O 3 להשעייה של מים מטוהרים אוסמוזה ההפוכה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש 25 מיקרומטר חצץ עד עובי הנותרים של קיר הנימים הוא כ 70 מיקרומטר. השתמש מיקרומטר למדוד התזוזה של לנענע במהלך שחיקה ומכאן הסכום שהוסר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Switch to 5 חצץ מיקרומטר וטוחנים עד עובי הנותרים של הקיר הוא כ 50 מיקרומטר. </li></ol&gt; </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש מכונת לחיכה / ליטוש כדי למרק את משטח שטוח לפחות 3 שעות עם סיליקה colloidal טוהר גבוהה בפזורה אלקליין (NaOH). הערה: זה משחזר את השטח כדי איכות אופטית. סיליקה ניתן למנוע לחיזוק על ידי הוספת 1 חלק 0.004 M NaOH עד 3 חלקים ליטוש פתרון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפרד את צינורות נימים מן הדיסקוס מחזיק ידי השריית לילה אצטון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בדוק את צינורות הנימים בשני קצותיו תחת מיקרוסקופ עם הגדלה 10X לבדוק את עובי הקיר. הערה: נימי באיכות טובה תהיה רזה אחיד קיר (~ 50 מיקרומטר) לאורכו. </li></ol> 2. יצירת Gratings <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Hydrogenate MCF להגדיל רגישות. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניח את הסיבים להיות מוקשה לתוך תא אטום אטום. זהירות: ודא החדר הוא מוברג היטב בשל נוכחותם של גזים בלחץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משאבה גבוהה הטוהר H 2 ההחדרה. השתמש ב- N 2 </sub&gt; גז כמו מגבר כדי להגביר את הלחץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השאר סיבים בתוך החדר במשך תקופה ארוכה: 2 שבועות ב 300 טמפרטורה ברת וחדר, או 3 ימים 380 בר 80 ° C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Vent הגזים מהאולם להסיר את הסיבים. זהירות: ודא שהחדר מאוורר היטב. גזים עשויים לשמש asphyxiants, או סכנת שריפה במקרה של H 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שמור הסיבים במקפיא עם טמפרטורה -70 ° C או מתחת עד שיימצא להם שימוש. זה מאט את קצב outgassing מימן ושומר על הרגישות המוגברת. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להפשיט את הציפוי המגן מן MCF. הרצועה MCFs באותו הגודל כמו SMFs עם חשפנית סיבי SMF סטנדרטית; אחרת לגלח את הציפוי עם סכין גילוח. הסר את הציפוי מהאזור שבו הסורג הוא להיכתב, כל הדרך עד הסוף של הסיבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את הקצה הפשיט של הסיבים לתוך צינור הנימים, והחלק את הצינור לאורך הסיבים כך שהוא מכסה את האזור b<html> דואר חרוט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שים על משקפי UV-מגן. הר הסיבים על הבמה המרגשת המחזיקה את מסכת השלב, עם הצד השטוח של צינור נימי זוויתי כלפי מסכת השלב. ודא סיבים ממוקם בתוך תבנית ההתאבכות נוצר על ידי המסכה, אבל לא נוגע מסכה עצמה מאחר והדבר עלול לגרום נזק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יישר את ליזר 244 ננומטר כך שאלומת האור הוא בניצב לפני השטח השטוח של מסכת השלב. ודא כי סיב מקבל לפחות 90 mW של כוח לייזר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשוף באורך 4 ס&quot;מ של סיבים תבנית ההתאבכות UV על ידי הזזת מסיכת סיבים שלב יחד ביחס אלומת האור הנכנסת בשיעור של 0.25 מ&quot;מ / דקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את צינור הנימים מן הסיבים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחשל הסורג ב 110 מעלות צלזיוס למשך 20 שעות כדי לייצב את תגובת הגל. הערה: שלב זה הוא אופציונלי כמו הסורג יתייצב בפני עצמו במשך כשלושה ימים, אך חישול עושה את התהליך מהר יותר. </li></ol>e_title &quot;&gt; 3. ניתוח של ספקטרה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קליב שני הקצוות של הסיבים. השתמש קופיץ סיבים המאפשר למשתמש להגדיר הוא בקוטר סיבים ומתח כדי להבטיח משטח קצה שטוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להאיר את קצה אחד של סיבים באמצעות לייזר מתכונן עם אורך גל מרכזי כ התואמים את אורך הגל בראג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר מצלמת CCD למחשב עם תוכנת בקרה כדי להציג ולהקליט את פלט הסיבים. תמונת פלט הסיבים עם מצלמת CCD, באמצעות עדשה אובייקטיבית מיקרוסקופ עם 50X הגדלה מול המצלמה על מנת להבטיח כי כל הליבות לכסות פיקסלים CCD מרובים. הערה: ביצוע שלבי 3.4.1 - 3.5.5 ספציפיים התוכנה המותאמת אישית שמוצגת הכותבים מייצגים רק שיטה אחת של לכידת ספקטרום. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בחר אזור חוזר של פיקסלים המתאים לכל אחד ליבה על ידי לחיצה על מרכזי ליבות כפי שהם מופיעים בתמונה בתוכנת השליטה. הזן את הקוטר של הליבות ביחידות של פיקסלים &#39;האורך או הקוטר &amp;# 39; שדה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רשום את ערכי הפיקסלים שנרשמו על-ידי המצלמה עבור האזורים הנבחרים. לסכם את הערכים עבור כל הפיקסלים מכסי ליבה שניתן לכמת את התפוקה הכוללת באורך גל זה. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את הליזר מתכונן למחשב השליטה, כך תצפיות ואיסוף נתונים יכולים להיות אוטומטיים. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זן גל כ 5 ננומטר מתחת הגל בראג בשדה &#39;אורך הגל התחל &quot;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את תוספת אורך הגל של הלייזר 0.01 ננומטר ב &#39;סריקה - שלב&#39; שדה. הערה: לכוון את זמן ההשהיה בין צעדים לפחות 300 msec כך lasing כי הוא יציב בכל אורך גל לפני מדידות נרשמות וצעד הגל הבא מתרחש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זן גל כ 5 ננומטר יותר מאורך הגל בראג בשדה &#39;אורך גל סוף&#39;. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לחצו על כפתור &#39;אוטומטי סרוק &quot;כדי להגדיר את לייזר כדי הגל התחל מוגדר ולהגדיל את אורך הגל על ​​ידי תוספת שנבחרו reguמרווחי זמן Lar. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> רשום את עוצמת המועבר דרך כל ליבה לכל שלב גל. יצא את הערכים מחושבים קובץ טקסט על ידי הפעלת &#39;קובץ הטקסט שמור&#39; אפשרות. </li></ol></li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חזור על הסריקה לפחות 3 פעמים בממוצע את הנתונים מכל הריצות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מגרש מועבר כוח מול גל עבור כל ליבה כדי לייצר סדרה של ספקטרה. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שקול את הספקטרום של כל הליבות לאשר אם יש להם את אותם מאפייני הדיכוי. בדקו את אורך הגל, העומק ורוחב הפס המרכזי של כל משחק צורם. </li></ol></li></ol>

<ol><li>Othonos, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber+Bragg+gratings%5BTitle%5D)+AND+%22Rev.+Sci.+Instrum%22%5BJournal%5D)">Fiber Bragg gratings.</a> Rev. Sci. Instrum. 68 (12), 4309-4341 (1997).</li>
<li>Bland-Hawthorn, J., Englund, M., Edvell, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+approach+to+atmospheric+OH+suppression+using+an+aperiodic+fiber+Bragg+grating%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">New approach to atmospheric OH suppression using an aperiodic fiber Bragg grating.</a> Opt. Express. 12 (24), 5902-5909 (2004).</li>
<li>Jovanovic, N., Guyon, O., Martinache, F., Schwab, C., Cvetojevic, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((How+to+inject+light+efficiently+into+single-mode+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">How to inject light efficiently into single-mode fibers.</a> Proc. SPIE. 9147, 91477P(2014).</li>
<li>Bland-Hawthorn, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+complex+multi-notch+astronomical+filter+to+suppress+the+bright+infrared+sky%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Comm%22%5BJournal%5D)">A complex multi-notch astronomical filter to suppress the bright infrared sky.</a> Nat. Comm. 2, 581(2011).</li>
<li>Leon-Saval, S. G., Argyros, A., Bland-Hawthorn, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photonic+lanterns%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Photonic lanterns.</a> Opt. Express. 18 (8), 8430-8439 (2010).</li>
<li>Trinh, C. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((GNOSIS%3A+the+first+instrument+to+use+fiber+Bragg+gratings+for+OH+suppression%5BTitle%5D)+AND+%22Astron.+J%22%5BJournal%5D)">GNOSIS: the first instrument to use fiber Bragg gratings for OH suppression.</a> Astron. J. 145 (2), 51(2013).</li>
<li>Content, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PRAXIS%3A+low+thermal+emission+high+efficiency+OH+suppressed+fiber+spectrograph%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">PRAXIS: low thermal emission high efficiency OH suppressed fiber spectrograph.</a> Proc. SPIE. 9151, 91514W(2014).</li>
<li>Birks, T. A., Mangan, B. J., Dìez, A., Cruz, J. L., Murphy, D. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Photonic+lantern%27+spectral+filters+in+multi-core+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Photonic lantern' spectral filters in multi-core fiber.</a> Opt. Express. 20 (13), 13996-14008 (2012).</li>
<li>Askins, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inscription+of+fiber+Bragg+gratings+in+multicore+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22BGPP%22%5BJournal%5D)">Inscription of fiber Bragg gratings in multicore fiber.</a> BGPP. , JWA39(2007).</li>
<li>Lindley, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Core-to-core+uniformity+improvement+in+multicore+fiber+Bragg+gratings%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+SPIE%22%5BJournal%5D)">Core-to-core uniformity improvement in multicore fiber Bragg gratings.</a> Proc. SPIE. 9151, 91515F(2014).</li>
<li>Lindley, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Demonstration+of+uniform+multicore+fiber+Bragg+gratings%5BTitle%5D)+AND+%22Opt.+Express%22%5BJournal%5D)">Demonstration of uniform multicore fiber Bragg gratings.</a> Opt. Express. 22 (25), 31575-31581 (2014).</li>
<li>Tomaru, S., Yasu, M., Kawachi, M., Edahiro, T. V. A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((VAD+single-mode+fiber+with+0.2+dB%2Fkm+loss%5BTitle%5D)+AND+%22Elec.+Lett%22%5BJournal%5D)">VAD single-mode fiber with 0.2 dB/km loss.</a> Elec. Lett. 17 (2), 93-93 (1981).</li>
</ol>

המחברים מצהירים שאין להם אינטרסים פיננסיים מתחרים.

איורים 2 ו -3 יחד מראים כי החדרת צינור נימי המלוטשים (PCT) בעת כתיבה לגדר מספיקה כדי לשפר את האחידות של ספקטרה ליבת MCFBG. שאר תהליך הכתובת במידה רבה ללא שינוי משיטות הוקמו ליצירה לגדרות SMF וניתן להשתמש בו עם רוב מערכות כתיבת FBG קיימים. לפיכך הכנת PCTs כפי שמתואר בסעיף 2 של הפרוטוקול הוא קריטי ביותר לשיפור אחיד MCFBG. התוצאות הטובות ביותר מושגות עם צינורות שבו הקיר המלוטש בעל עובי עקבי, קטן; עובי 50 מיקרומטר נבחר כאן נותן פשרה בין שמירה על החוזק...

Gratings בראג הסיבים (FBGs) נמצא בשימוש נרחב כמו מסנני צר בשל העובדה שהם יכולים להיות מותאמים אישית עבור מספר רב של יישומי 1. הם אינם מוגבלים דיכוי אורכי גל יחיד; ספקטרום שידור מורכב ניתן ליצור על ידי שימוש וריאציות קדם שבירת aperiodic 2. מגבלה אחת היא כי FBGs יכול להיכתב רק בסיבים במצב יחיד (SMFs), כמו אורך הגל כי הוא מורחק לתקופה צורמת ניתנת תלוי מתמיד התפשטות. בשנת סיב multimode (MMF), כאשר כל מצב יש קבוע התפשטות שונה, אורך הגל המורחק עבור כל מצב שונה ומכאן הסורג אינו נותן דיכוי חזק בכל אורך גל יחיד. דחף הניסוי הזה מגיע אסטרונומיה. בתנאי ראייה מוגבלת, צימוד ישיר לתוך SMF קשה ולא יעיל; אופטיקה אדפטיבית קיצונית נדרשת לעשות זאת 3. בגלל זה, MMFs הם typically המשמש בעת איסוף האור מן המוקד טלסקופ המטוס 4. לכן על מנת לשמור על פונקציונליות זמינה רק SMFs, זה הכרחי כדי לקבל המרה יעילה בין SMFs ו MMFs. זה מתאפשר עם פנס פוטוניים, מכשיר אשר מורכב של נמל multimode מחובר מערך של SMFs דרך מעבר להתחדד 5. פנסים פוטוניים שימשו המכשיר גנוסיס, שבו SMFs הכלול FBGs להסיר קווי פליטה אטמוספרי (הנגרם על ידי רדיקלים OH ומולקולות אחרות) מתצפיות האינפרה-אדום הקרוב 6. החסרונות של שימוש יחידה, בעל ליבה האחת SMFs למשימה זו הם כי הם חייבים להיות כתובים בזו אחר זו שחבור בנפרד לתוך הרכבת האופטית, הדורשים זמן משמעותי ומאמץ ידני. הטכניקה המתוארת במאמר זה מנסה להתמודד הליקויים הללו באמצעות פורמט סיבים מורכב יותר כדי לספק את הפונקציונליות במצב היחיד. הדור הבא suppr OHמכשיר ession פרקסיס 7 יעשה שימוש סיבים מרובי ליבות (MCFs). סיבים אלו מכילים מספר הליבות חד moded מוטבעות חיפוי יחיד. היתרון של גישה זו הוא כי MCF יכול להיות מופחת בהדרגה לתוך MMF עם פנס פוטוניים וכתוצאה מכך להיות יחידה קומפקטית וחזקה עצמאית. בשנת המכשיר הושלם, אור מהטלסקופ יהיה מצמידים ליציאת MMF של הפנס; המעבר להתחדד יפריד האור הזה לתוך ליבותיהם במצב היחיד שבו הוא יעבור דרך FBGs. לאחר הגל לסנן את האור שנותר הוא מפוזר על גלאי, הספקטרום שנאסף. גם שימוש MCFs מאיץ את התהליך לגדרות כתיבה, כמו כל הליבות יכולות להיות רשומות על אחת לעבור. עם זאת, תהליך הכתיבה חייב להיות שונה על מנת להבטיח כי כל הליבות יש אותם מאפייני ההשתקפות. הסיבה לכך היא כי פני השטח המעוגלים של החיפוי פועל כעדשה במהלך כתיבת צדי FBGs, המילulting בשדה UV אשר משתנה בשלטון וכיוון בכל ליבה אם שיטת הכתיבה בצד הסטנדרטית משמשת. לפיכך כל ליבה תהיה פרופיל שידור שונה, של הסיבים לא יספקו דיכוי חזק באורך גל יחיד 8. קבוצה במעבדת המחקר של צי ניסויים עם שינוי ההפצה הרגישה של ליבות לבטל את ההשפעות של וריאציה זו 9. החסרון של שימוש בגישה כזאת כי הסיבים חייבים להיות מעוצבים מחדש עבור כל שילוב של גודל החיפוי, גודל ליבה, מספר ליבות ואת ההרכב כימי. בנוסף, חוסר סימטריה צירית את העיצובים וכתוצאה כלומר MCF לא יכול להיות מופחת בהדרגה, ביעילות לתוך MMF עם גרעין עגול. נייר זה מפרט גישה שונה לבעיה: שינוי בתחום בתוך הסיב לפי שיש בו לעבור משטח שטוח במקום להיות אירוע ישירות על החיפוי המעוקל. בגישה זו התוצאה היאהטכניקה שבה הוא ניתן להעברה במגוון עיצובים MCF וגדלים, במיוחד סיבי סימטרי axially שבה נרצה לשלב פנסים פוטוניים. כדי ליצור את המשטח השטוח הצורך, MCF ממוקם בתוך צינור נימי UV שקוף אשר נטחן ומלוטש מצד אחד לתת קיר חיצוני שטוח. פער קטן יש להשאיר בין הסיב נימי, שכן הלה עשוי להכיל ± 10 מיקרומטר וריאציות קוטר. ראה איור 1 עבור ייצוג. מאמר זה יתאר את הליך הניסוי לכתוב FBGs בצורה זו ולספק דוגמאות של השיפורים האפשריים. לפרטים נוספים, ראה הדמיות שפורסמו בעבר 10 ואת תוצאות ניסוי 11. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/53326/53326fig1.jpg" /> תרשים איור 1. של צינור נימי מלוטש כפי שמוצג במוצר FBGהיון. MCF ממוקם בתוך צינור הנימים. הפער בין שתי צריך להיות קטן אבל לאפשר וריאציות קטנות קוטר. אור UV אשר עבר דרך מסכת השלב ואז נכנס למערכת דרך הצד השטוח של צינור הנימים. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53326/53326fig1large.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a>

<table><tbody><tr><td>סיבים מרובי ליבות</td><td>פוג'יקורה בע"מ</td><td></td><td>7 ליבות בקוטר 5.5&nbsp; ומיקרו; M, הפרדת ליבה 35&nbsp; ומיקרו; M, מסודר בצורת משושה בתוך 125 ומיקרו; חיפוי m, NA = 0.177</td></tr><tr><td>מכונת התחדדות זכוכית</td><td>Vytran</td><td>GPX-3000</td><td></td></tr><tr><td>לייזר UV</td><td>קוהרנטי</td><td>300 FreD Innova</td><td>תדר הוכפל 244&nbsp; ננומטר, פלט של 150 mW לפחות. זהירות: נזק לעיניים; ללבוש משקפי מגן מתאימים</td></tr><tr><td>מסכת שלב</td><td>Lasiris</td><td>PM-244-1069.50-50.8</td><td>רכיב מותאם אישית, תקופת סורג 1069.50 ננומטר, עובי 5.08 מ"מ</td></tr><tr><td>צינורות נימיים</td><td>פולימיקרו</td><td>TSP200794</td><td>קוטר פנימי 200 ומיקרו; M, קוטר חיצוני 794 ומיקרו; m</td></tr><tr><td>מכונת חיפוי</td><td>Logitech</td><td>PM5</td><td>מטחנה/מלטש משולב</td></tr><tr><td>דבק הניתן לריפוי UV</td><td>Norland</td><td>NOA-61</td><td>מרפא במהירות, נשלף עם אצטון</td></tr><tr><td>Microgrit</td><td>Eminess</td><td></td><td>Al2O3: 25 &micro; M ו-5 ומיקרו; m גודל חלקיקים</td></tr><tr><td>נוזל ליטוש</td><td>Eminess</td><td>ULTRA-SOL 500S</td><td>SF-500S-5, ULTRA-SOL 500S N/D, 5 גל</td></tr><tr><td>נתרן הידרוקסיד</td><td></td><td></td><td>0.004&nbsp; M</td></tr><tr><td>קליבר סיבים</td><td>Vytran</td><td>LDC-400</td><td></td></tr><tr><td>לייזר מתכוונן</td><td>JDS חד פאזי</td><td>SWS15101</td><td></td></tr><tr><td>מצלמת IR</td><td>Xenics</td><td>XEVA-1429</td><td>320x256 פיקסלים, רזולוציה של 16 סיביות</td></tr><tr><td>תנור</td><td>Thermoline Scientific</td><td>LDO-030N</td><td>לחישול ב T = 110&nbsp; &deg; C</td></tr><tr><td>גז מימן</td><td>BOC</td><td></td><td>לסיבים מוקשים. זהירות: גז דליק בלחץ</td></tr><tr><td>מאיץ BOC</td><td></td><td>גז חנקן</td><td>להידרוגנציה. זהירות:</td></tr><tr><td>סכיני</td><td></td><td></td><td></td> גילוח</tr> <tr><td>אצטון</td><td></td><td></td><td></td></tr> גז בלחץ</tbody></table>

כתיבת gratings בראג בסיבים מרובי-ליבות

Writing Bragg Gratings in Multicore Fibers

סורגי בראג סיבים מרובי ליבות יכולים לשמש כמסננים קומפקטיים וחזקים ביישומים אסטרונומיים ואחרים ומחקריים ומסחריים. דיכוי חזק באורך גל יחיד דורש שלכל הליבות יהיו פרופילי שידור תואמים. לא ניתן לרשום סורגים אלה באותה שיטה כמו לסיבים חד-ליבתיים מכיוון שהמשטח המעוקל של החיפוי פועל כעדשה, ממקד את קרן הלייזר ה-UV הנכנסת וגורם לשינויים בחשיפה בין הליבות. לכן אנו משתמשים באלמנט אופטי נוסף כדי להבטיח שצורת הקרן לא תשתנה בזמן שהיא עוברת דרך חתך הסיב הרב-ליבתי. זה מורכב מצינור נימי זכוכית שעבר ליטוש שטוח בצד אחד, אשר מונח לאחר מכן מעל קטע הסיב שיש לחרוט. קרן הלייזר נכנסת לסיב דרך המשטח השטוח של צינור הנימים ולכן שומרת על מידותיה המקוריות. מאמר זה מדגים את השיפורים באחידות הליבה לליבה עבור סיב בעל 7 ליבות בשיטה זו. ניתן להכליל את הטכניקה לסיבים מרובי ליבות גדולים יותר.

האפקטיבי של הטכניקה הזו באה לידי ביטוי הטוב ביותר על ידי השוואת gratings בראג הסיבים המרובים ליבות (MCFBGs) כי לנבוע מחשיפה עם ובלי הנימים. איור 2 מראה את מאפייני השידור של 7 ליבות MCF חשוף באמצעות השיטה הסטנדרטית SMFs, עם פרט ספקטרה ליבה מיוצגת על ידי צבעים שונים. יש חפיפה מינימאלית בין אורכי הגל המודחקים, ואת הליבה # 5 קבלה חשיפה חלשה וכתוצאה מכך חריץ רדוד. תופעות שניהם עקב שינויים בשלטון בתוך הסיב במהלך תהליך הכתיבה. ראוי לציין,...

אנו מתארים טכניקה לחריטת סורגי בראג סיבים זהים לכל ליבה של סיב מרובה ליבות. זה מושג על ידי הכנסת משטח נוסף לנתיב האופטי כדי להפחית את העדשה על ידי המשטח המעוקל של חיפוי הסיבים.

כתיבת Gratings בראג בסיבים מרובי-ליבות

Fiber Bragg gratings in multicore fibers can be used as compact and robust filters in astronomical and other research and commercial applications. Strong ...

המטרה הכללית של פרוצדורה זו היא לחרוט בו-זמנית סבב סיבי ברג (fiber Bragg gratings) בעלי מאפיינים תואמים לתוך כל ליבה של סיב רב-ליבתי. טכניקה זו מאפשרת חריטה יעילה של סבבי ברג בסיב רב-ליבתי, והיתרון העיקרי בשימוש בשיטה זו הוא שניתן לבצעה באמצעות אותה ציוד חריטה המשמש עבור סיב בעל מוד רחב (single mode fiber). בדרך כלל, אנשים שאינם מכירים את השיטה יתקשו בתחילה, כיוון שהיא דורשת מגוון מיומנויות כדי לייצר ולהשתמש בצינורות הנימיים.הרעיון מאחורי שיטה זו נבע מהניסיון למנוע את אפקט העדשה המתרחש כאשר האור חודר לסיב בזוויות ישרות. את הפרוצדורה ידגימו אני, סטודנט לדוקטורט, וד"ר Seong-sik Min, עמית מחקר במעבדת סבכי בראג (fiber Bragg grating). כהכנה, יש להכין צינורות קפילריים מזכוכית מחודבים (taper glass capillary tubes), כפי שמתואר בפרוטוקול הכתוב.ראשית, חתכו את הפרועות ההיטapered לאורכים שווים בקירוב, כך שיהיו ארוכים בלפחות שני סנטימטרים מאורך הסריג המתוכנן, אך קטנים מספיק כדי להיכנס לציוד הליטוש. בעזרת דבק המתקשח ב-UV, הצמידו שמונה עד עשרה מקטעי קפילריה לסרטית, ולאחר מכן הצמידו את הסרטית לדיסקית זכוכית (glass puck). לאחר מכן, התקינו את הדיסקית על גבי ג'יג (jig) התואם למכונת הליטוש (lapping polishing machine).כעת, לבשו ציוד מגן, והטעינו את מכונת הליטוש (lapping polishing machine) בחומר שחיף בעל גודל חלקיקים של 25 micron העשוי מאלומינ Oxide במים מטהרים בשיטת אוסמוזה הפוכה. הניחו את הדיסקית (puck) בתוך המכונה, וודאו שהיא מקבילה לחלוטין למשטח השחיקה. שחקו את צינורות הנימיות עד שעובי דופן הנימית יהיה כ-70 microns.השתמשו במיקרומטר מדויק מאוד כדי למדוד את התזוזה של התבנית במהלך השחוק, ובכך להעריך את כמות הדופן שהוסרה. ברגע שעובי הדופן יורד ל-70 microns, עברו לגרגירים בעומס של five micron, ושחקו את הדופן עד לסביבות 50 microns. כעת, החליפו את הגרגירים בסיליקה קולואידית ברמה גבוהה של טוהר בפיזור בסיסי.לאחר מכן, פולש את הפני השטח השטוחים למשך שלוש שעות לפחות כדי להחזיר להם את האיכות האופטית. כדי להפריד את צינורות הנימיות מפלטת התמיכה, השרה אותם בממסלול (acetone) למשך לילה. למחרת, בחן את שני קצות צינורות הנימיים תחת מיקרוסקופ בהגדלה של פי עשרה כדי לבדוק את עובי הדופן.קפילריה באיכות טובה תהיה בעלת דופן דקה ואחידה לאורך כל אורכה. לפני התחלת העבודה, יש לבצע הידרוגנציה ל-MCFs כדי להגביר את הרגישות הפוטוغرافית שלהם. לאחר מכן, יש להסיר את ציפוי ההגנה מה-MCFs באמצעות מסיר ציפוי סטנדרטי עבור סיבי SMF.הסיר את הציפוי מהנקודה שבה ייכתב הסריג ועד לקצה הסיב. לאחר מכן, הכנס את קצה הסיב שהוסר ממנו הציפוי לתוך צינור הנימי, והזלק את הצינור לאורך הסיב כך שיכסה את האזור המיועד להכתיבה. כעת הרכב משקפי מגן והנח בעדינות את הסיב על הבמה הנעה, המחזיקה את מסכת הפאזה.הטה את הצד השטוח של צינור הנימי לעבר מסיכת הפאזה. כדי להגן על מסיכת הפאזה, השתמש בחתיכות קטנות של נייר אלומיניום כדי להפריד בינה לבין הנימי. לאחר המיקום, הסיב צריך להיות בתוך תבנית ההתאבכות המוסתרת.כעת יישרו לייזר של 244 nanometer כך שקרן הלייזר תהיה מאונכת למשטח השטוח של מסכת המופע (phase mask). לפני הכתיבה, ודאו שהסיב מקבל הספק לייזר של לפחות 90 milliwatts. השתמשו במפחית קרן (beam splitter) כדי להפריד כ-אחוז אחד מההספק ומדדו אותו.כעת גרדו את הסיב. חשפו ארבעה סנטימטרים לתבנית ההתאבכות של ה-UV על ידי הזזת הסיב ומסכת הפאזה יחד במהירות של 0.25 מילימטרים לדקה ביחס לקרן הנכנסת. עם השלמת הפעולה, הסירו את צינור הנימי מהסיב.לאחר מכן, בצעו חישול (annealing) לסריג בטמפרטורה של 110 °C למשך 20 שעות כדי לייצב את תגובת אורך הגל. בעזרת חותך סיבים, חתכו את שני קצות הסיב. הגדירו את קוטר הסיב המיועד כדי להבטיח שטח פנים שטוח.לאחר מכן, האירו קצה אחד של הסיב באמצעות לייזר בעל אורך גל משתנה, שמרכז אורך הגל שלו תואם בקירוב לאורך גל בראג (Bragg wavelength). חברו מצלמת CCD למחשב עם תוכנת בקרה להצגה והקלטה של פלט הסיב. דגמו את פלט הסיב באמצעות מצלמת ה-CCD תוך שימוש בעדשת מיקרוסקופ עם הגדלה של 50 פעמים לפני המצלמה, כדי להבטיח שכל הגלעינים מכסים מספר פיקסלים במצלמת ה-CCD.באמצעות תוכנה, בחרו אזור פיקסלים מעגלי המתאים לכל ליבה. לחצו על מרכזי הליבות והזינו את קטריהן ביחידות של פיקסלים בשדה האורך או הקוטר. רשמו את ערכי הפיקסלים עבור האזורים שנבחרו וסכמו את כל הפיקסלים המכסים ליבה נתונה כדי לכמת את התפוקה הכוללת באורך גל זה.כעת חברו את הלייזר בר-הכוונה למחשב כדי להפוך את איסוף הנתונים לאוטומטי. בתוכנה, הזינו בשדה "Start Wavelength" אורך גל הנמוך בחמישה ננומטרים מאורך גל בראג. לאחר מכן, הגדירו את מרווח אורך הגל ל-0.01 ננומטר בשדה "Scan Step", והגדירו את ההשהיה בין השלבים ללפחות 300 מילישניות, כדי להבטיח שהלייזר יהיה יציב בכל אורך גל.כעת הזן שרט פליטה הגבוהה בחמישה ננומטרים מאורך גל בראג (Bragg wavelength) בשדה אורך הגל הסופי (End Wavelength). לאחר מכן, בצע סריקה שלוש פעמים וחשב ערך ממוצע. לחץ על כפתור הסריקה האוטומטית (Automatic Scan) כדי להגדיר את הלייזר לפי הפרמטרים שהוגדרו ולבצע את הסריקה.שרטטו את ההספק המועבר כפונקציה של אורך הגל עבור כל ליבה כדי להפיק סדרת ספקטרומים. לאחר מכן השוו את הספקטרומים של כל הליבות כדי לאשש אם הן בעלות מאפייני דיכוי זהים. בדקו כי אורך הגל המרכזי, העומק ורוחב הפס של כל סריג תואמים.ללא קפילרית, נבחנו מאפייני התמסורת עבור סיב בעל שבעה ליבות שנחשף בשיטות הסטנדרטיות. ספקטרום הליבות הבודדות מיוצג בצבעים שונים. נצפתה חפיפה מינימלית בין אורכי הגל המודכאים.אותם מאפיינים נמדדו באמצעות סיב זהה בתוך צינור קפילרי בעל קוטר פנימי של 140 מיקרון. בסיב רב-ליבות זה, דירוגי Bragg חופפים הרבה יותר. הליבה הבודדת שאינה מיושרת מוקמה במרכז הסיב, והייתה בעלת אורך גל של Bragg קצר ב-100 פיקומטרים מהשאר.אם רק הליבות החיצוניות נכללות בחישוב, ניתן להשיג דיכוי הגדול מ-36 דציבלים. לאחר צפייה בסרטון זה, תהיה לכם הבנה טובה לגבי האופן שבו ניתן להתאים את הפרוצדורה לכתיבת סבכי בראג בסיב במצב יחיד עבור סיבים רב-ליבתיים. לאחר ייצור הקפילריים, ניתן להשתמש בהם שוב עבור כל סבך חדש.בהתאם לשיטה, נוכל להרחיב את גודל הקפילריות לייצור סיבים גדולים בהרבה עם מספר ליבות. הדבר יעזור לנו להבין מדוע הליבות הפנימיות מתנהגות באופן שונה, ובמעשה, לפצות על אפקט זה או לתקנו.

writing-bragg-gratings-in-multicore-fibers

Research

JoVE Journal

Engineering

הנדסה

אנו מפתחים ולאפיין סיב אופטי פולימר הפרעות המשתמש לוקליזציה אנדרסון רוחבית כמנגנון waveguiding רומן. סיבי microstructured זה יכול להעביר קרן מקומית קטנה עם רדיוס כי ניתן להשוות את רדיוס האלומה של סיבים אופטיים קונבנציונליים.

ייצור ואפיון של סיבים אופטיים הפרעות פולימר ללוקליזציה רוחבית אנדרסון אור

עירורים אופטו-מכניים פרמטריים הודגמו לאחרונה בניסוי בתהודה אופטומכנית מיקרופלואידית באמצעות לחץ קרינה אופטי ופיזור ברילואין מגורה. מאמר זה מתאר את הייצור של מהודים מיקרופלואידיים אלה יחד עם מתודולוגיות ליצירה ואימות של תנודות אופטומכניות.

ייצור ובדיקה של מתנדים optomechanical Microfluidic

אנו מציגים פרוטוקול ליישום ספקטרוסקופיה של פיזור אור Brillouin על סיבי קולגן מסוג I מטוהרים על ידי אלסטין וטריפסין של המטריצה החוץ-תאית כדי לחלץ את מלוא תכונותיהם האלסטיות.

הכנת סיבי חלבון תאי מטריקס עבור ספקטרוסקופיה ברילואן

אנו מציגים פרוטוקול עבור בודה חללים גבישים פוטוניים 1-D על סיבי סיליקה בקוטר subwavelength (nanofibers אופטי) באמצעות אבלציה לייזר המושרה femtosecond.

המצאה של 1-D פוטוניים Crystal חלל על nanofiber שימוש Femtosecond אבלציה לייזר המושרה

אנו מדגימים שידור של אותות עצמאיים מרובים דרך סיב רב-מצבי באמצעות עיצוב חזית גל תוך שימוש במודולטור אור מרחבי יחיד. על ידי אפנון חזית הגל עבור כל אות בנפרד, מועברים מוקדים מופרדים מרחבית. יישומים פוטנציאליים הם העברת נתונים מרובה בהנדסת תקשורת והעברת אור אנדוסקופית בביופוטוניקה.

העברת אותות מרובים דרך סיב אופטי באמצעות Wavefront לעיצוב

פרוטוקול ליצירת חיישן הזחה ליניארי בטווח מלא, המשלב בין שני גלאים בראג ' עם קנה מידה מגנטי, מוצג.

מדידת הזחה אקראית על-ידי שילוב סולם מגנטי ושני בראג בלגים

נייר זה מציג פרוטוקול המאפשר מכשור של סלילים חשמליים אקראיים עם סיבי בראג (FBG) חיישנים תרמיים לצורך ניטור מצב מבוזר של נקודות חמות תרמית פנימי.

עיצוב, מיכשור ופרוטוקולי שימוש עבור מופץ באתרו כתמים תרמיים מקומיים ניטור סלילים חשמליים באמצעות FBG חיישן ריבוב

נוהלי מפתח למיטוב תהליך האיטום והשגת ניטור בזמן אמת של מבנה החותם ממתכת לזכוכית (MTGS ') מתוארים בפרוטרוט. החיישן המוטבע בראג (FBG) מיועד להשיג ניטור מקוון של הטמפרטורה ברמה גבוהה מתח שיורית ב MTGS ' י עם ניטור הסביבה בו הלחץ.

תהליך איטום מיטבי וניטור זמן-אמת של מבני חותם זכוכית-מתכת

פרוטוקול זה מפרט כיצד ליישם ולבצע הקלטות מרובות סיבים, כיצד לתקן את הפריטים שאינם תלויים בסידן, ושיקולים חשובים עבור הדמיה צבעונית כפולה.

מולטי-סיב פונסה להקליט פעילות עצבית בבעלי חיים הנעים באופן חופשי

ננו-מבנים של תחמוצת מספקים הזדמנויות חדשות למדע וטכנולוגיה.  ניתן לשלוט במוליכות הפנים בין LaAlO3 ל-SrTiO3 בדיוק כמעט אטומי באמצעות טכניקת מיקרוסקופ כוח אטומי מוליך.  הפרוטוקול ליצירה ומדידה של ננו-מבנים מוליכים בממשקי LaAlO3/SrTiO3 מודגם.

כתיבה ואפיון טמפרטורה הנמוכה של ננו Oxide

למד כיצד לחרוט סריגי Bragg בסיבים מרובי-ליבות באמצעות צינוריות קפילריות מזכוכית. שיטה זו מאפשרת כתיבה יעילה עם אותו ציוד המשמש לסיבים חד-מצביים, תוך הפחתת אפקטי עדשה ושיפור הביצועים האופטיים.

כתיבת Gratings בראג בסיבים מרובי-ליבות

גלה סרטונים נוספים