우리는 새로운 도파 메커니즘으로 가로 앤더슨 지역화를 사용 무질서 폴리머 광섬유의 개발과 특성. 이 마이크로 구조 광섬유는 기존의 광섬유 빔 반경에 필적 반경 작은 지역화 된 빔을 수송 할 수 있습니다.
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이 논문에서
요약
초록
우리는 새로운 도파 메커니즘으로 가로 앤더슨 지역화를 사용 무질서 폴리머 광섬유의 개발과 특성. 개발 된 폴리머 광은 무작위로 혼합하여 250 ㎛의 측면 폭의 사각 단면 광섬유로 그려 폴리 (메틸 메타 크릴 레이트) (PMMA)와 폴리스티렌 (PS) 80,000 가닥으로 구성되어 있습니다. 처음에는 각 가닥 긴 직경 200 μm의와 8 인치입니다. 원래 섬유 가닥의 혼합 과정 중에 섬유는 서로 교차하지만, 큰 무승부 비율은 굴절률 프로파일이 수십 센티미터에 대한 섬유의 길이에 따라 불변임을 보장합니다. 기존의 광섬유 빔 반경에 필적 작은 지역화 된 빔 반경 난잡한 사이트 결과 사이에 0.1의 큰 굴절률 차이. 입력 광은 엉덩이 커플 링 방법과 동북아를 사용하여 표준 단일 모드 광섬유에서 시작됩니다무질서 섬유 R-필드 출력 빔은 40X 목표와 CCD 카메라를 사용하여 이미지가됩니다. 출력 빔 직경은 수치 시뮬레이션에서 예상되는 결과와 잘 일치. 이 연구에서 제시 무질서 광섬유 2D 앤더슨 지역화의 첫 번째 장치 수준의 구현, 그리고 잠재적으로 이미지 전송 및 단거리 광통신 시스템에 사용할 수 있습니다.
서론
PW 앤더슨 1에 의한 이론적 연구에서, 그것은 양자 전자 시스템에서 장애의 존재, 확산 프로세스가 중지 및 지역화 전자 국가가 개발하는 표시했다. 앤더슨 지역화는 또한 빛으로 클래식 파도 발생할 수있는 웨이브 현상이다. 광학 2,3 앤더슨 지역화의 이론적 예측 때문에, 전자파 4,5 실험적으로이 현상을 실현하기 위해 많은 노력이 있었다. 그러나, 광 산란 단면적은 대부분 광학 재료의 낮은 굴절률 대비로 인해 너무 자주 작기 때문에 강력한 현지화를 달성하기 매우 어려운되었습니다. 1989 년 드 Raedt 등 6.은 낮은 굴절률 대비와 준 두 차원 무질서 광학 시스템 앤더슨 현지화를 관찰하는 것이 가능하다는 것을 보여 주었다. 장애는 지주의 횡단면에 국한되어있는 경우 그들은 그렇게 보여길이 방향으로 고정 매체에 파도 agating, 빔 강력한 횡단 산란에 의한 횡 방향에있는 작은 영역에 국한 남아있을 수 있습니다. 가로 앤더슨 현지화 먼저 사진 굴절 크리스탈 7 간섭 패턴을 사용하여 만든 두 개의 차원 도파로에서 관찰되었다. 용융 실리카는 무질서 도파관은 샘플에 따라 펨토초 펄스를 사용하여 작성하는 횡 앤더슨 현지화 8,9의 관찰에 사용 된 다른 매체입니다.....
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프로토콜
1. 무질서 폴리머 광섬유를 제조
- 테이블에 PMMA 가닥의 약 200 확산과 PMMA의 상단에 PS 가닥의 같은 수의 확산. 혼합 가닥을 재 포장. PMMA 40,000 가닥 무작위 PS 40,000 가닥과 혼합 될 때까지이 절차를 반복합니다.
- 약 2.5 인치의 측면 폭 광장 프리폼에 무작위로 혼합 가닥을 조립합니다.
- 250 ㎛의 직경을 가진 광섬유에 프리폼을 그립니다. 프리폼들은 표준 절차 16을 사용하여 통합 패러다임 광학에 그려집니다.
2. 영상 무질서 섬유의 굴절률 프로필
- 이러한 이미지 결과 광섬유의 굴절률 프로파일에 탑콘 ABT로 SEM을 사용합니다.
- 물속에 폴리머 광섬유 약 10 분 동안 액체 질소의 샘플 및 다음 반으로 휴식.
- 에틸 알콜에 잠수함 샘플 깨진 팁. 애약 65 ℃에서 용액의 EP 온도 에틸 알코올 섬유 PMMA 사이트를 용해 될 때까지 3 분 정도 용액에 시료를 남겨주세요.
- 10 나노 미터 두께의 Au / 팔라듐 층과 SEM의 챔버에서 샘플을 배치와 코트 각각의 샘플입니다.
3. 광학 특성에 대한 섬....
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결과
광택 섬유의 SEM 이미지는 그림 1에 표시됩니다. 섬유 팁의 대부분의 지역을 위해, 폴란드어 품질이 좋은, 그 그림 1의 SEM 이미지. 에틸 알코올 용액, 그림 2에 녹이고 그 끝 섬유 시료의 SEM 이미지는 회색 색상 어두운 PS 사이트의 PMMA 사이트를 보여줍니다. 그림 2의 SEM 이미지는 섬유의 24 μm의 폭에로 확대된다. SEM 이미징, 섬유 샘플 AU / 팔라듐의 10 나노 미터 두께의 층으로 코팅되어 있습니다.
이 실험에서 사용 된 측정 셋업은 그림 3에 나와 있습니다. 5cm 길이의 샘플 CCD 빔 프로파일에 의해 측정 된 출력 빔의 강도는 그림 4에 표시됩니다. 강도 프로파일은 빔이 무질서 섬유의 횡 방향으로 지역화 된 것을 보여줍니다. 강도 프로필 이미지 위하여, CCD .......
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토론
섬유 그리기 과정에서 굴절률 프로파일은 모두 있기 때문에 원래의 섬유 가닥의 크로스 오버의도 때문에 추첨 과정에서 섬유 직경의 변형, 미터 이상 일정하게 유지되지 않습니다. 우리는 안정 공법 여기보고와 비교 긴 섬유 길이에 불변 광 섬유를 제조하는 데 도움이 될 것으로 기대합니다.
섬유 팁의 SEM 이미지에 대한 샘플을 준비하고, 우리는 샘플이 충분히 긴 시간 (2 ~ 3 분)에 대한 70 % 전자 메틸 알코올 용액에 남아 적당한 온도 (65 ° C)에 남아 있는지 확인해야합니다 . 샘플이 더 이상 PMMA의 상단에 레이어를 멀리 에칭하는 데 필요한 3 분 이상 전자 메틸 알코올 용액에 남아있는 경우, 섬유 끝이 분해 할 수 있습니다.
에서 고분자 섬유 SMF630hp 섬유 엉덩이 커플 링, 그것은 사고 섬유 가까이에 가능한 것이 중요합니다 그것은 무질서 섬유를 도달하기 전에 고분자.......
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공개 사항
저자는 그들이 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.
감사의 글
이 연구는 국립 과학 재단에서 부여 번호 1029547에 의해 지원됩니다. 저자는 초기 섬유 세그먼트와 마지막 광섬유의 다시 그리기를 제공하기위한 패러다임 광학 주식 회사에서 DJ 웰커을 인정하고 싶습니다. 저자는 또한 스티븐 Hardcastle 및 SEM 이미징을위한 헤더 A. 오웬을 인정합니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 폴리(메틸 메타크릴레이트) (PMMA) | |||
| 폴리스티렌 (PS) | |||
| 65 °에 70% 에틸 알콜 해결책; 씨 |
참고문헌
- Anderson, P. W. Absence of diffusion in certain random lattices. Phys. Rev. 109, 1492-1505 (1958).
- John, S. Strong localization of photons in certain disordered dielectric super lattices. Phys. Rev. Lett. 58, 2486-2489 (1987).
- Anderson, P. W.
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재인쇄 및 허가
