Name: 멀티 코어 섬유에 브래그 격자를 작성 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-04-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 48 s
Description: 학습하세요 멀티 코어 섬유에 브래그 격자를 기록하는 방법을. 테이퍼형 모세관을 활용해 렌징 효과를 완화하고 기존 장비로 효율적인 기록이 가능합니다. 이 기법은 광섬유 기술 연구에 활용됩니다.

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SAIL 연구소는 호주 연구 위원회(Australian Research Council)의 JBH Australian Laureate Fellowship을 통해 자금을 지원받습니다.
이 연구는 Australian Research Council Centre of Excellence for Ultrahigh bandwidth Devices for Optical Systems(프로젝트 번호 CE110001018)의 지원을 받았습니다.
실험 작업은 NCRIS 및 NSW 주 정부 자금을 활용하여 호주 국립 제조 시설(Australian National Fabrication Facility)의 OptoFab 노드에서 부분적으로 수행되었습니다. 광섬유 수소화 서비스는 레드펀의 TE Connectivity에서 제공했습니다. SLS는 이 실험에 사용된 7코어 광섬유를 제공한 일본 Fujikura Ltd의 Optics and Electronics Laboratory에 감사드립니다.

광택 모세관 튜브 1. 준비 (ANFF OptoFab) <ol><li> 밀접하게 섬유 직경과 일치 내경 유리 모세관 튜브를 얻습니다. 다음은 성능이 더 나은, 크기가 가까이 있지만, 모세관 크기의 ± 10 μm의 변화가 허용되어 있는지 확인합니다. 모세관 튜브에있는 보호 코팅을 제거합니다. 튜브를 손상없이 제거하는 면도날 코팅 면도. </li><li> 필요한 경우, 더 작은 직경 모세관 테이퍼. 가능한 경우 컴퓨터 제어 자동 테이퍼 기계를 사용합니다. <ol><li> 양쪽 끝에 클램프와 튜브의 길이를 고정합니다. </li><li> 클램프 사이에 위치 된 가열 필라멘트를 사용하여 직경 주위에 균일하게 융점에 모세관을 가열한다. </li><li> 원하는 길이보다 작은 직경으로 테이퍼 될 때까지 일정한 장력 발열체를 통해 모세관을 그린다. </li></ol></li><li> 대략 동일한 길이로 WI 모세관 컷유리 절삭 공구 토륨. 이러한 의도 격자 길이보다 더 긴하지만 사용되는 연마 장비 안에 들어갈만큼 작은 적어도 2cm가 있는지 확인합니다. 참고 : 본 실험 7 cm의 모세관 길이를 사용 하였다. </li><li> UV 경화형 접착제를 사용하여 유리 퍽에 모세관 길이의 8 ~ 10을 연결합니다. 랩핑 / 폴리싱 기계와 호환 지그에 퍽을 설치합니다. </li><li> 평탄면으로 모세관의 노출 된 벽을 연마하는 랩핑 / 연마 장치를 사용한다. 주의 : 느슨한 모래를 흡입하지 마십시오. 참고 : 연마 요소는 역 삼투압 정제수의 현탁액에 알 2 O 3입니다. <ol><li> 모세관 벽의 나머지 두께는 약 70 μm의 때까지 25 μm의 모래를 사용합니다. 제거 된 양에 따라서 연마 중에 지그의 변위를 측정하기 위해 마이크로 미터를 사용한다. </li><li> 5 μm의 그릿로 전환 한 벽의 나머지 두께는 약 50 μm의 때까지 갈기. </li></ol&gt; </li><li> 알칼리 분산 (수산화 나트륨)의 고순도 콜로 이달 실리카 적어도 3 시간 동안 전개 된 표면을 연마하는 랩핑 / 폴리싱 기계를 사용합니다. 참고 :이 광학 품질 표면을 복원합니다. 실리카는 연마 액 3 부 1 부 0.004 M의 NaOH를 첨가하여 고화하는 것을 방지 할 수있다. </li><li> 아세톤에 하룻밤 담가 유지 퍽에서 모세관 튜브를 분리합니다. </li><li> 벽 두께를 확인 10X 배율 현미경 양단의 모세관 튜브를 조사한다. 주 : 좋은 품질의 모세관의 길이를 따라 균일 한 박막 (~ 50 μm의) 벽이있을 것이다. </li></ol> 격자 2. 창조 <ol><li> 감광성을 증가시키기 MCF 수소화. <ol><li> 밀봉 밀폐 된 챔버에 수소 첨가되는 섬유를 놓습니다. 주의 : 실 확인 안전하게 의한 가압 가스의 존재에 볼트로 고정된다. </li><li> 챔버 내로 고순도 H 2 펌프. 사용 N (2) </부스터로 부&gt; 가스 압력을 증가시킵니다. </li><li> 연장 된 기간 동안 상기 챔버 내부의 섬유가 남지 300 바 및 실온에서 2 주 또는 380 바, 80 ℃ 3 일간. </li><li> 챔버에서 가스를 배출하고 섬유를 제거합니다. 주의 : 방을 확인하는 것은 통풍이 잘된다. 가스는 H 2의 경우 asphyxiants, 화재 위험으로 작용할 수있다. </li><li> 온도 냉동실에서 섬유를 유지 -70 ° C ~ 이하는 사용 때까지. 이 수소 가스 방출의 속도를 느리게하고 증가 된 감광성을 유지합니다. </li></ol></li><li> MCF에서 보호 코팅을 벗겨. 스트립 MCFs 표준 SMF 섬유 스트리퍼 SMF와 같은 크기; 그렇지 않으면 면도날로 코팅을 면도. 격자 줄곧 섬유의 단부에, 기록되는 영역에서 상기 코팅을 제거한다. </li><li> 모세관으로 섬유의 벗겨진 단부를 삽입하고, 그와 b 영역을 덮도록 섬유를 따라 튜브를 밀어<html> 전자가 새겨. </li><li> 자외선 보호 안경 착용. 위상 마스크를 향해 각도 모세관의 평탄면, 위상 마스크를 유지하는 이동 스테이지에 탑재 섬유. 파손되는 원인이 마스크 자체를 감동 섬유 마스크에 의해 생성 된 간섭 패턴 내에 위치,하지만되어 있는지 확인합니다. </li><li> 빔이 상기 위상 마스크의 평면에 수직이되도록 244 nm의 레이저 정렬. 섬유 레이저 전력의 최소 90 mW의 수신 확인하십시오. </li><li> 0.25 mm / min의 속도로 들어오는 광에 대하여 함께 섬유 및 위상 마스크를 이동시켜 UV 간섭 패턴 섬유의 4cm 길이를 노출. </li><li> 섬유에서 모세관 튜브를 제거합니다. </li><li> 파장 반응을 안정화시키기 20 시간 동안 110 ℃에서 어닐링 격자. 격자는 약 3 일에 걸쳐 자체가 안정하므로이 단계는 선택적이지만, 어닐링 빠르게 진행하게 참고. </li></ol>스펙트럼의 e_title &quot;&gt; 3. 분석 <ol><li> 광섬유의 양단을 절단. 사용자는 평평한 단면을 보장하는 섬유 직경 장력 모두 설정할 수있는 섬유 칼을 사용한다. </li><li> 약 브래그 파장 정합 중심 파장 가변 레이저를 이용한 광섬유의 일단을 밝히는. </li><li> 디스플레이 및 광 출력을 기록 할 수 있도록 제어 소프트웨어로 PC에 CCD 카메라를 연결한다. 이미지의 모든 코어가 다수의 CCD의 픽셀을 커버하도록 카메라 앞에서 배율 50X 현미경 대물 렌즈를 이용하여 CCD 카메라와 광 출력. 참고 : 다음은 3.4.1 단계 - 3.5.5은 저자가 사용하는 사용자 정의 소프트웨어에 특정한와 스펙트럼을 캡처 단 하나의 방법을 나타냅니다. <ol><li> 그들은 제어 소프트웨어의 이미지에 나타나는 코어의 중심을 클릭하여 각 코어에 대응하는 픽셀의 원형 영역을 선택합니다. &#39;길이 또는 직경의 화소 단위로 코어의 직경을 입력# 39; 들. </li><li> 선택된 영역에 대해 카메라에 의해 등록 된 화소 값을 기록한다. 그 파장에서의 총 처리량 정량화 해당 코어를 덮는 모든 화소의 값을 합계. </li></ol></li><li> 관측 데이터 수집을 자동화 할 수 있도록, 제어 PC에 연결 가변 파장 레이저. <ol><li> &#39;시작 파장&#39;필드에 파장을 브래그 파장 아래 약 5 nm의를 입력합니다. </li><li> 에서 0.01 nm의 레이저의 파장 증가 설정 &#39;스캔 - 단계&#39;필드. 참고 : 측정 값을 기록하고 다음 파장 단계가 발생하기 전에 그 레이 징 각 파장에서 안정되도록 적어도 300 밀리 초에 단계 사이의 지연 시간을 설정합니다. </li><li> &#39;최종 파장&#39;필드의 브래그 파장보다 약 5 nm의 큰 파장을 입력합니다. </li><li> 정의 된 시작 파장의 레이저를 설정하는 &#39;자동 검색&#39;버튼을 클릭하고 가열 공기 조절기에서 선택한 증가에 의해 파장을 증가LAR 시간 간격. </li><li> 각 파장의 단계에 대한 각각의 코어를 통해 전송 강도를 기록한다. 옵션 &#39;텍스트 저장 파일&#39;을 활성화하여 텍스트 파일로 계산 된 값을 보냅니다. </li></ol></li><li> 주사를 3 회 이상 반복하고 모든 런에서 데이터를 평균화. </li><li> 각 코어는 스펙트럼들의 세트를 생성하는 플롯 대 파장 전송 전력. <ol><li> 동일한 억제 특성을 갖고 있는지 확인하기 위해 코어의 스펙트럼을 비교한다. 각 격자 일치의 중심 파장, 깊이 및 대역폭 있는지 확인합니다. </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>

저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.

도 2 및도 3을 함께 격자를 작성할 때 연마 모세관 (PCT)을 도입하면 MCFBG 핵심 스펙트럼의 균일 성을 개선하기에 충분한 것으로 나타났다. 각인 프로세스의 나머지는 SMF 격자를 생성하고, 기존의 대부분의 FBG 작성 시스템에 사용할 수 확립 방법에서 크게 변하지 않는다. 따라서 프로토콜의 섹션 2에서 PCTs의 준비에 설명 된 바와 같이 MCFBG 균일 성을 향상시키기위한 가장 중요하다. 가장 좋은 결과는 광택 벽 일관성, 작은 두께를 갖는 튜브 달성된다; 여기서 선택 50㎛의 두께는 유리의 강도를 유지하고, 섬유와 위상 마스크 사이의 거리를 최소화 사이에서 타협을 제공한다. 그러나, 심지어 PCT와 다른 코어 상이한 파장 응답을 갖도록 MCF 중간 코어 인해 추가적인 효과가있다. 우리는 다른 수소 등록 번호를 사용IME는 변동이 코어의 하부 수소 흡수에 의해 야기되었는지를 조사하는 프로토콜 부 단계 3....

광섬유 브래그 격자 (FBG를)는 널리 때문에 그들이 응용 한 많은 수의 사용자 정의 할 수 있습니다 사실 협 대역 필터로 사용됩니다. 이들은 단일 파장의 억제에 한정되지 않는다; 복합 전송 스펙트럼은 비주기적인 굴절률의 변화 (2)를 이용하여 생성 될 수있다. 한 가지 제한은 주어진 격자 동안 억제되는 파장이 전파 상수에 의존하기 만 FBG를 단일 모드 광섬유 (SMF에)에 등재 될 수 있다는 것이다. 각 모드는 상이한 전파 상수를 갖는 다중 모드 광섬유 (MMF)에서, 각각의 모드에 대해 억제 파장이 상이하고, 따라서, 회절 격자는 단일 파장에서 강한 억제를 제공하지 않는다. 이 실험에 대한 자극은 천문학에서 온다. 보는 제한 조건 SMF로 직결 어렵고 비효율적이고; 극단적 인 적응 광학은 그래서 3을 수행해야합니다. 이 때문에, MMF의는 일반이다망원경 초점면 4에서 빛을 수집 할 때 ically를 사용합니다. 따라서 만 SMF를 이용할 수있는 기능을 유지하기 위해서는, 각 SMF MMF의 사이의 변환 효율이 필요하다. 이것은 광 랜턴, 테이퍼 전이 5 SMF를 통해 어레이에 연결된 다중 포트로 구성된 장치를 가능하게한다. 광자 롱은 SMF를 근적외선에서 관측 6 (OH 라디칼 및 다른 분자에 의한) 대기 배출 라인을 제거 FBG를 포함하는 그노시스 악기에 사용 하였다. 이 작업을 개별 단일 코어 SMF는 사용의 단점은 하나씩 쓰고 상당한 시간과 노력을 요구하는 수동 광 트레인에 개별적으로 접합해야한다는 것이다. 이 문서에서 설명 된 기술은 단일 - 모드 기능을 제공하는 더 복잡한 섬유 포맷을 사용하여 이러한 단점을 해결하기 위해 시도한다. 차세대 OH의 suppression 악기 PRAXIS 7은 멀티 코어 섬유 (MCFs)의 사용을 만들 것입니다. 이 섬유는 하나의 클래딩에 포함 된 단일 모드로 들어가 본 코어의 수를 포함합니다. 이 방법의 장점은 MCF가 얻어진 광 랜 컴팩트하고 견고한 독립적 인 부와 MMF로 테이퍼 질 수 있다는 것이다. 완성 된 악기에서 망원경에서 빛이 랜턴의 MMF 포트에 연결한다; 테이퍼 천이는 FBG를 통과 할 싱글 모드 코어에이 광을 분리한다. 나머지 광을 필터링 파장 검출기 상에 분산 된 후, 스펙트럼을 수집 하였다. 모든 코어가 단일 패스에서 내접 될 수있는 사용 MCFs 또한 기입 격자의 프로세스 속도. 그러나, 기록 처리는 모든 코어가 동일한 반사 특성을 가질 수 있도록하기 위해 수정되어야한다. 클래드의 곡면이 광섬유 브래그 격자, 입술의 사이드 기입 동안에 렌즈의 역할을하기 때문이다표준 사이드 기록 방법이 사용되는 경우, 각 코어에 전력과 방향으로 변하는 UV 필드 ulting. 따라서, 각 코어는 다른 송신 프로파일을 가질 것이고, 섬유는 단일 파장 8에서 강력한 억제를 제공하지 않을 것이다. 해군 연구소에서 그룹이 변화 (9)의 효과를 취소하기 위해 코어의 분포 감광성 수정 실험. 이러한 접근법을 사용하는 단점은 섬유 클래딩 크기, 코어 크기의 코어 및 화학 성분의 수의 조합마다 재 설계되어야한다는 것이다. 또한, 생성 된 설계에서 축 대칭의 부족은 MCF 효과적으로 원형 코어와 MMF로 테이퍼 질 수 없다는 것을 의미한다. 이 논문은 문제에 대한 다른 접근 방법의 자세한 사항 :이 평평한 표면을 통과 갖는 대신 곡선 클래딩에 직접 입사 됨으로써 섬유 내의 필드를 수정. 이 방법을 사용하는 것은 결과MCF의 디자인과 크기, 우리는 광 등불에 통합 할 특히 축 대칭 섬유의 다양한 양도 기술. 필요한 평면을 만들려면 MCF는 평면 외벽을 제공하기 위해 한쪽면에 접지 및 연마 된 UV-투명 모세관 내부에 배치됩니다. 후자는 직경이 ± 10 μm의 변화를 포함 할 수 있기 때문에 작은 차이는, 섬유 및 모세관 사이에 남아 있어야합니다. 표현 그림 1을 참조하십시오. 이 논문은 이러한 방식으로 광섬유 브래그 격자를 작성 가능한 개선의 예를 제공하기 위하여 실험 과정을 설명한다. 자세한 내용은 이전에 발행 된 시뮬레이션 (10)과 실험 결과 11를 참조하십시오. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/53326/53326fig1.jpg" /> 연마 모세관 그림 1. 다이어그램 FBG 제품에 사용이온. MCF는 모세관 내부에 배치된다. 둘 사이의 격차가 작은하지만 직경이 작은 변화를 허용해야합니다. 위상 마스크를 통과 한 자외선 후 모세관의 평평한면을 통해 시스템에 들어갑니다. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53326/53326fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

<table><tbody><tr><td>멀티 코어 섬유</td><td>Fujikura Ltd.</td><td></td><td>직경 5.5&nbsp의 7 코어; &마이크로; M, 코어 분리 35&nbsp; &마이크로; m, 125 &micro 내에서 육각형으로 배열; m 클래딩, NA = 0.177</td></tr><tr><td>유리 테이퍼 기계</td><td>Vytran</td><td>GPX-3000</td><td></td></tr><tr><td>UV 레이저</td><td>Coherent</td><td>300 FreD Innova</td><td>주파수 두 배 증가 244&nbsp; nm, 최소 150mW 출력. 주의: 눈 손상; 적절한 고글</td></tr><tr><td>착용 위상 마스크</td><td>Lasiris</td><td>PM-244-1069.50-50.8</td><td>사용자 정의 구성 요소, 1069.50 nm 격자 기간, 5.08 mm 두께</td></tr><tr><td>모세관</td><td>Polymicro</td><td>TSP200794</td><td>내경 200 &micro; m, 외경 794 & 마이크로; m</td></tr><tr><td>래핑 기계</td><td>Logitech</td><td>PM5</td><td>콤비네이션 그라인더/폴리셔</td></tr><tr><td>UV 경화 접착제</td><td>Norland</td><td>NOA-61</td><td>빠르게 경화, 아세톤으로 제거</td></tr><tr><td>가능 Eminess</td><td></td><td></td><td>Al2O3: 25 &마이크로; m 및 5 &마이크로; m 입자 크기</td></tr><tr><td>연마 유체</td><td>Eminess</td><td>ULTRA-SOL 500S</td><td>SF-500S-5, ULTRA-SOL 500S N/D, 5 GAL</td></tr><tr><td>수산화</td><td></td><td></td>나트륨 <td>0.004&nbsp; M</td></tr><tr><td>Fiber cleaver</td><td>Vytran</td><td>LDC-400</td><td></td></tr><tr><td>조정 가능한 레이저</td><td>JDS 단상</td><td>SWS15101</td><td></td></tr><tr><td>IR 카메라</td><td>Xenics</td><td>XEVA-1429</td><td>320x256 픽셀, 16 비트 해상도</td></tr><tr><td>오븐</td><td>Thermoline Scientific</td><td>LDO-030N</td><td>T = 110&nbsp에서 어닐링용; &데그; C</td></tr><tr><td>수소 가스</td><td>BOC</td><td></td><td>섬유를 수소화하기 위해. 주의: 가연성, 가압 가스</td></tr><tr>수소화를 위한<td>질소 가스</td><td>BOC</td><td></td><td>부스터. 주의 : 가압 가스</td></tr><tr><td>아세톤</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>면도날</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

멀티 코어 섬유에 브래그 격자를 작성

Writing Bragg Gratings in Multicore Fibers

Fiber Bragg 격자는 다중 코어 광섬유에서 천문학 및 기타 연구 및 상업 응용 분야에서 작고 견고한 필터로 사용할 수 있습니다. 단일 파장에서 강력한 억제를 위해서는 모든 코어가 일치하는 전송 프로파일을 가져야 합니다. 이러한 격자는 클래딩의 곡면이 렌즈 역할을 하여 들어오는 UV 레이저 빔의 초점을 맞추고 코어 간 노출의 변화를 일으키기 때문에 단일 코어 섬유와 동일한 방법을 사용하여 새겨질 수 없습니다. 따라서 우리는 다중 코어 광섬유의 단면을 통과하는 동안 빔 모양이 변경되지 않도록 추가 광학 요소를 사용합니다. 이것은 한쪽 면이 평평하게 연마된 유리 모세관 튜브로 구성되며, 이 튜브는 새겨질 섬유 섹션 위에 배치됩니다. 레이저 빔은 모세관의 평평한 표면을 통해 광섬유로 들어가므로 원래 치수를 유지합니다. 이 백서는 이 방법을 사용하여 7코어 광섬유에 대한 코어 간 균일성의 개선을 보여줍니다. 이 기술은 더 큰 멀티코어 파이버로 일반화할 수 있습니다.

이 기술의 효과는 최고와 모세관없이 노광 결과 다심 광섬유 브래그 격자 (MCFBGs)를 비교하여 설명된다. 개별적으로 2 MCF는 SMF를위한 표준 방법을 이용하여 노광 7 코어의 투과 특성을 나타낸다 다른 색상으로 표시 핵심 스펙트럼. 가 최소 오버랩이 억제 파장 사이에, 코어 # 5가 얕은 노치 결과 강한 노출을 받았다. 두 효과는 기록 과정에서 섬유 내에 전력의 변화에​​ 기인한다. -36 dB에서 평탄 컷오프 카메라의 제한된 동적 범위로 인해 참고; 모든 송신이 최소 값에 상대적으로 확장된다. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/53326/53326fig2.jpg" /> MCFBG 그림 2. 성능은 렌즈없이 보상 코어보...

우리는 다중 코어 광섬유의 각 코어에 동일한 광섬유 브래그 격자를 새기는 기술을 설명합니다. 이는 광섬유 피복의 곡면에 의한 렌즈를 완화하기 위해 광학 경로에 추가 표면을 도입함으로써 달성됩니다.

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

이 실험 절차의 전반적인 목표는 멀티코어 파이버의 각 코어에 동일한 특성을 가진 파이버 브래그 격자를 동시에 기록하는 것입니다. 이 기술을 통해 멀티코어 파이버 브래그 격자를 효율적으로 기록할 수 있으며, 이 방법의 주요 장점은 싱글모드 파이버에 사용하는 것과 동일한 기록 장비로 수행할 수 있다는 점입니다. 일반적으로 이 방법에 익숙하지 않은 연구자는 모세관을 제작하고 사용하는 데 다양한 기술이 필요하기 때문에 어려움을 겪을 수 있습니다.이 방법의 핵심 아이디어는 빛이 광섬유에 직각으로 입사할 때 발생하는 렌징 효과(lensing effect)를 방지하려는 시도에서 비롯되었습니다. 실험 절차의 시연은 저와 박사 과정 학생, 그리고 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating) 연구실의 연구원인 민성식 박사가 진행하겠습니다. 준비 과정으로, 텍스트 프로토콜에 설명된 대로 유리 모세관을 테이퍼링하십시오.그런 다음, 테이퍼드 튜브를 의도한 회절 격자 길이보다 최소 2cm 더 길게, 하지만 연마 장비 내에 들어갈 수 있을 만큼 충분히 작은 약 동일한 길이로 자르는 것부터 시작하십시오. UV 경화 접착제를 사용하여 8~10개의 모세관 조각을 슬라이드에 부착한 후, 슬라이드를 유리 퍽에 부착하십시오. 다음으로, 래핑 연마기와 호환되는 지그에 퍽을 설치하십시오.이제 보호 장구를 착용하고, 역삼투 정제수에 알루미늄 옥사이드로 된 25 micron 입자를 넣어 래핑 폴리싱 머신에 장착합니다. 퍽을 머신에 넣고, 연마 표면과 완전히 평행한지 확인합니다. 모세관 벽의 두께가 약 70 microns가 될 때까지 모세관 튜브를 연마합니다.매우 정밀한 마이크로미터를 사용하여 연마 과정 중 지그의 변위량을 측정함으로써 제거된 벽면의 양을 확인합니다. 벽 두께가 70 µm까지 감소하면 5 µm 입도의 연마제로 교체하여 벽 두께를 약 50 µm까지 연마합니다. 이제 연마제를 알칼리 분산액 상태의 고순도 콜로이달 실리카로 교체합니다.그 후, 표면의 광학적 품질을 복원하기 위해 평탄화된 표면을 최소 3시간 동안 연마합니다. 모세관을 홀딩 퍽에서 분리하려면 아세톤에 하룻밤 동안 담가 둡니다. 다음 날, 현미경의 10배 배율로 모세관의 양 끝단을 관찰하여 벽 두께를 확인합니다.고품질의 모세관은 전체 길이에 걸쳐 벽면의 두께가 균일해야 합니다. 시작하기 전에, MCF의 광민감도를 높이기 위해 수소화 처리를 수행하십시오. 그다음, 표준 SMF 파이버 스트리퍼를 사용하여 MCF의 보호 코팅을 제거하십시오.그레이팅이 기록될 위치부터 광섬유 끝부분까지 코팅을 제거합니다. 그런 다음, 코팅이 제거된 광섬유 끝부분을 모세관에 삽입하고, 튜브를 광섬유를 따라 밀어 기록될 영역을 덮도록 합니다. 이제 보호 안경을 착용하고 위상 마스크가 고정된 이동 스테이지 위에 광섬유를 조심스럽게 장착합니다.모세관의 평평한 면이 위상 마스크를 향하도록 각도를 조절하십시오. 위상 마스크를 보호하기 위해 작은 알루미늄 호일 조각을 사용하여 모세관과 분리하십시오. 위치가 잡히면, 광섬유가 마스킹된 간섭 무늬 내에 위치해야 합니다.이제 244 nanometer 레이저를 정렬하여 빔이 페이즈 마스크의 평평한 표면에 수직이 되도록 합니다. 기록을 시작하기 전, 파이버에 적어도 90 milliwatts의 레이저 출력이 전달되는지 확인하십시오. 빔 분할기를 사용하여 출력의 약 1%를 분리하여 측정하십시오.이제 광섬유에 격자를 형성합니다. 광섬유와 위상 마스크를 입사 빔에 대해 분당 0.25 mm의 속도로 함께 이동시켜 4 cm 구간에 UV 간섭 패턴을 노출시킵니다. 작업이 완료되면 광섬유에서 모세관 튜브를 제거합니다.그 다음, 파장 응답을 안정화하기 위해 격자를 110 °C에서 20시간 동안 어닐링합니다. 광섬유 절단기를 사용하여 광섬유의 양쪽 끝을 절단합니다. 평평한 표면이 형성되도록 광섬유 절단 직경 설정을 조정합니다.그 다음, 브래그 파장과 거의 일치하는 중심 파장을 가진 가변 파장 레이저를 사용하여 광섬유의 한쪽 끝을 조사합니다. CCD 카메라를 제어 소프트웨어가 설치된 PC에 연결하여 광섬유 출력을 표시하고 기록합니다. 모든 코어가 여러 개의 CCD 픽셀을 차지할 수 있도록 카메라 앞에 50배 배율의 현미경 대물렌즈를 사용하여 CCD 카메라로 광섬유 출력을 촬영합니다.소프트웨어를 사용하여 각 코어에 해당하는 원형 픽셀 영역을 선택하십시오. 코어의 중심을 클릭하고 길이 또는 직경 필드에 픽셀 단위로 직경을 입력하십시오. 선택한 영역의 픽셀 값을 기록하고, 특정 코어를 덮는 모든 픽셀을 합산하여 해당 파장에서의 총 처리량을 정량화하십시오.다음으로 데이터 수집을 자동화하기 위해 가변 파장 레이저를 컴퓨터에 연결합니다. 소프트웨어의 '시작 파장(Start Wavelength)' 필드에 브래그 파장보다 5 nm 낮은 파장을 입력합니다. 그런 다음 '스캔 단계(Scan Step)' 필드에서 파장 증분 값을 0.01 nm로 설정하고, 각 파장에서 레이저가 안정화될 수 있도록 단계 간 지연 시간을 최소 300 ms로 설정합니다.이제 종료 파장(End Wavelength) 필드에 브래그 파장보다 5nm 높은 파장을 입력하십시오. 그런 다음 세 번 스캔하여 평균값을 구합니다. 자동 스캔(Automatic Scan) 버튼을 클릭하여 레이저를 정의된 매개변수로 설정하고 스캔을 수행하십시오.각 코어에 대해 투과 전력을 파장에 따라 도식화하여 일련의 스펙트럼을 생성합니다. 그런 다음 모든 코어의 스펙트럼을 비교하여 억제 특성이 동일한지 확인합니다. 각 격자의 중심 파장, 깊이 및 대역폭이 일치하는지 확인하십시오.모세관 없이, 표준 방법을 사용하여 노출된 7개 코어 파이버에 대해 투과 특성을 평가하였습니다. 개별 코어 스펙트럼은 서로 다른 색상으로 표시되었습니다. 억제된 파장 간의 중첩은 최소 수준이었습니다.내경 140 µm의 모세관 튜브 내부에 동일한 광섬유를 넣어 동일한 특성을 측정하였습니다. 이 멀티코어 광섬유에서는 브래그 격자(Bragg grating)들이 훨씬 더 잘 중첩되었습니다. 정렬이 어긋난 단일 코어는 광섬유의 중심에 위치했으며, 브래그 파장이 다른 코어들보다 100 pm 더 짧았습니다.계산에 외부 코어만 포함하는 경우, 36데시벨 이상의 억제가 가능합니다. 이 영상을 시청하고 나면, 멀티코어 파이버를 위한 싱글모드 파이버 브래그 격자 제작 절차를 수정하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 모세관이 제작되면, 새로운 격자를 만들 때마다 이를 재사용할 수 있습니다.이 방법을 통해 우리는 여러 개의 코어를 가진 더 큰 크기의 모세관을 훨씬 더 큰 크기의 광섬유로 제작할 수 있습니다. 이는 내부 코어들이 왜 서로 다르게 작동하는지 이해하는 데 도움이 되며, 실제로 이러한 효과를 보완하거나 수정하는 데 기여할 것입니다.

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최적화된 밀봉 공정 및 유리-금속 씰 구조의 실시간 모니터링

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자유롭게 움직이는 동물의 신경 활동을 기록하는 다중 섬유 광도 측정법

산화물 나노 구조는 과학 기술에 새로운 기회를 제공합니다.  LaAlO3 와 SrTiO3 사이의 계면 전도성은 전도성 원자력 현미경 기술을 사용하여 거의 원자 정밀도로 제어 할 수 있습니다.  LaAlO3/SrTiO3 인터페이스에서 전도성 나노 구조를 생성하고 측정하기 위한 프로토콜이 시연됩니다.

작성 및 산화물 나노 구조의 저온 특성

학습하세요 멀티 코어 섬유에 브래그 격자를 기록하는 방법을. 테이퍼형 모세관을 활용해 렌징 효과를 완화하고 기존 장비로 효율적인 기록이 가능합니다. 이 기법은 광섬유 기술 연구에 활용됩니다.

멀티 코어 섬유에 브래그 격자를 작성

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