Wij ontwikkelen en karakteriseren van een ongeordende polymeer optische vezel die dwars Anderson lokalisatie gebruikt als een roman golfgeleidend mechanisme. Dit microgestructureerde vezel kan een kleine gelokaliseerde bundel transporteren met een straal die vergelijkbaar is met de bundel straal van conventionele optische vezels.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Fabricage en karakterisering van wanordelijke polymeer optische vezels voor Transversale Anderson lokalisatie van Licht
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Wij ontwikkelen en karakteriseren van een ongeordende polymeer optische vezel die dwars Anderson lokalisatie gebruikt als een roman golfgeleidend mechanisme. De ontwikkelde polymeer optische vezel is samengesteld uit 80.000 strengen van poly (methylmethacrylaat) (PMMA) en polystyreen (PS) die willekeurig worden gemengd en getrokken in een vierkante dwarsdoorsnede optische vezel met een kant breedte van 250 pm. Aanvankelijk, elke streng is 200 micrometer in diameter en 8-centimeter lang. Tijdens het mengproces van de oorspronkelijke vezelstrengen de vezels elkaar kruisen, maar een grote strekverhouding garandeert dat de brekingsindex profiel invariant over de lengte van de vezel van enkele tientallen centimeters. Het grote verschil in brekingsindex van 0,1 tussen de ongeordende gebieden resulteert in een kleine gelokaliseerde bundel radius die vergelijkbaar is met de bundel straal van conventionele optische vezels. De ingang licht wordt gelanceerd vanaf een standaard single mode glasvezel met behulp van de methode butt-koppeling en de neauitgang r-veld beam uit de ongeordende vezel wordt afgebeeld met behulp van een 40X objectief en een CCD-camera. De output straaldiameter stemt goed overeen met de verwachte resultaten van de numerieke simulaties. De wanordelijke optische vezel die in dit werk is het eerste apparaat-level implementatie van 2D Anderson lokalisatie, en kan mogelijk worden gebruikt voor het vervoer afbeelding en korte-afstandsvluchten optische communicatiesystemen.
Inleiding
In een theoretisch werk van Anderson PW 1 werd aangetoond dat de aanwezigheid van ziekte in een quantum elektronisch systeem, het diffusieproces stopt en gelokaliseerde elektronische toestanden ontwikkelen. Anderson lokalisatie is een golf fenomeen dat ook kan optreden voor klassieke golven zoals licht. Omdat de theoretische voorspelling van Anderson lokalisatie in optica 2,3, zijn er vele pogingen om dit verschijnsel experimenteel realiseren met elektromagnetische golven 4,5 zijn. Er is echter zeer moeilijk om sterke lokalisatie omdat de optische verstrooiing doorsneden vaak te klein vanwege de lage brekingsindex contrast meeste opti....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Vervaardigen van een Disordered Polymer Optical Fiber
- Verspreid over 200 van de PMMA strengen op een tafel en verspreid evenveel PS strengen bovenop de PMMA. Mix en verpak de strengen. Herhaal deze procedure tot 40.000 strengen van PMMA willekeurig worden gemengd met 40.000 bundels van PS.
- Monteer de willekeurig gemengde strengen in een vierkant voorvorm met een zijde breedte van ongeveer 2,5 centimeter.
- Trek de voorvorm tot een optische vezel met een diameter van 250 urn. De voorvorm wordt getrokken bij Paradigm Optics Incorporated gebruik van hun standaard procedure 16.
2. Beeldvorming va....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
De SEM beeld van de gepolijste vezel wordt weergegeven in figuur 1. De SEM-beeld in figuur 1 laat zien dat, voor de meeste regio's van de vezel tip, de Poolse kwaliteit is goed. De SEM-beeld van de vezel monsters waarvan de uiteinden zijn opgelost in ethylalcohol oplossing, figuur 2, toont de PMMA locaties in donkere en PS locaties in grijze kleuren. Het SEM-beeld in figuur 2 wordt ingezoomd op een 24 um breedte van de vezel. Voor SEM beeldvorming, .......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
In de vezeltrekeenheid behandeling, heeft de brekingsindex profiel niet constant meer dan een meter, zowel vanwege de cross-overs van de oorspronkelijke vezelstrengen en ook vanwege de variaties van de vezeldiameter in de verstrekwerkwijze. We verwachten dat een stabielere verstrekwerkwijze zal helpen om een optische vezel die invariant langere vezels, in vergelijking met die hier gerapporteerd fabriceren.
Bij de voorbereiding van een monster voor de SEM beelden van de vezel tip, moeten we.......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen.
Dankbetuigingen
Dit onderzoek wordt ondersteund door subsidie nummer 1029547 van de National Science Foundation. De auteurs willen graag DJ Welker erkennen van Paradigm Optics Inc voor het verstrekken van de eerste vezel segmenten en de hertekening van de uiteindelijke optische vezel. Auteurs ook erkennen Steven Hardcastle en Heather A. Owen voor SEM beeldvorming.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| poly (methylmethacrylaat) (PMMA) | |||
| polystyreen (PS) | |||
| 70% ethylalcoholoplossing bij 65 °C |
Referenties
- 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.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
