Name: In-situ Tapering van Chalcogenide Fiber for Mid-infrarood supercontinuum Generation (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-05-27T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 39 s
Description: Leer in-situ tapering van As₂S₃-vezels voor efficiënte midden-infrarood supercontinuum-generatie. Deze methode optimaliseert het spectrum door real-time monitoring tijdens het verwarmen en uitrekken van de vezel.

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

playerTrialDesktop

De auteurs willen graag G. Shambat, C. Phillips, K. Aghaei bedanken voor waardevolle discussies, F. Afshinmanesh voor SEM beelden, T. Marvdashti voor experimentele ondersteuning, en MF Churbanov en GE Snopatin van het Instituut voor Chemie van High-Purity Stoffen en VG Plotnichenko en EM Dianov van de Fiber Optics Research Center van de Russische Academie van Wetenschappen voor het verstrekken van de As 2 S 3 vezels. We zijn ook dankbaar voor de steun van de Office of Naval Research, NASA, de Air Force Office of Scientific Research, Agilent, en het Gemeenschappelijk Bureau Technologies.

1. Tapering Setup Fabrication (Zie Gemonteerd Setup in figuur 1) <ol><li> Beveilig de gemotoriseerde lineaire fasen op de broodplank (ruwweg gecentreerd), zodat de etappes in contact komen en zal vertalen naar en weg van elkaar </li><li> Bereiden en plaats de vezel mounts <ol><li> Bevestig twee optische posten de gemotoriseerde lineaire objectplaat (elk) in de openingen dichtst bij elkaar. </li><li> Bevestig de kale glasvezel mounts naar de toppen van de palen. Zorg ervoor dat de V-groeven voor de vezel zijn uitgelijnd. (Opmerking: De hoogte van de kale glasvezel mounts zal ruwweg de straal hoogte van het systeem Kies de toekomst paal en voetstuk hoogtes dienovereenkomstig..) </li></ol></li><li> Bereiden en plaats de input en output koppelingselementen <ol><li> Bevestig de lineaire translatie fasen de gemotoriseerde lineaire motoren (een voor de ingang en voor de uitgangszijde) met de adapterplaten. </li><li> Plaats de AR coating ZnSe ingangskoppeling lens (gemonteerd in een optische mount met x-en y-vertaling op een voetstuk) op de input vertaling podium. Kies een brandpuntsafstand geeft optimale koppeling van de pompbron op de kern van de vezel. Zorg ervoor dat het midden van de lens zich op dezelfde hoogte als de V-groeven van de vezel klemmen. </li><li> Plaats het onbeklede ZnSe uitgang koppeling lens (gemonteerd in een optische montage met x en y translatie op een voetstuk) op de uitgaande translatietrap. Zorg ervoor dat het midden van de lens zich op dezelfde hoogte als de V-groef. </li></ol></li><li> Bereiden en plaats het verwarmingselement (zie figuur 2) <ol><li> Machine het aluminium blok gewenste afmetingen (~ 6 mm x 25,4 mm x 17,5 mm) met gaten voor de vezel (met een spleet voor het inbrengen en verwijderen van de vezels) en de controle van de vezel temperatuur gaten voor de verwarmingspatronen en 8 / 32 tapgaten op de boven-en onderkant voor de montage en het veiligstellen van de cartridge kachels. </li><li> Plaats de cartridge kachels aan tHij juiste gaten van het aluminium blok en zet ze vast met een 8/32 set schroeven. </li><li> Bevestig een keramische post naar de top 8/32 stelschroef voor thermische isolatie. </li><li> Sluit een optische post naar de keramische post en gebruik een rechte hoek paal klem met een extra optische bericht aan de verwarming vast te zetten aan de XYZ lineaire fase. </li><li> Verzeker XYZ lineaire fase de breadboard zodat het gat voor de Al 2 S 3 vezels in het aluminium verwarming kan worden gecentreerd, waarbij de V-groeven van de vezel klemmen. </li><li> Vertaal de aluminium kachel met de XYZ lineaire fase, zodat de verwarming niet meer in de buurt van de kale glasvezel klemmen, waardoor de vezel te worden verzekerd zonder obstructie. </li></ol></li></ol> 2. Chalcogenide Fiber Voorbereiding <ol><li> Dompel een gewenste lengte van de mantel Al 2 S 3 fiber (moet meer dan 8,5 cm-lengte van de mantel vezel die voor iedere vezel taper) in aceton gedurende 10 minuten of totdat dejack wordt zacht. (Gebruik de juiste oplosmiddel voor de jas bij gebruik van een andere vezel). </li><li> Verwijder voorzichtig de zachte jas met een KimWipe, een deel niet meer dan 5 cm per keer verwijderen. </li><li> Reinig de kale vezel met isopropanol op een KimWipe. </li><li> Gebruik de beavertail mes aan te hangen het ene uiteinde van de As 2 S 3 vezels. Afbeelding van de afgedankte vezelpunt te klieven kwaliteit te inspecteren. </li><li> Meten en te breken op zijn minst een 6,35-cm lengte stuk van de vezel. Dit vezellengte moet ~ 2 cm langer dan de lengte die nodig is voor de vezel nauwelijks steken van de vezel te klemmen. </li><li> Gebruik de beavertail hakmes voor het splitsen van het tweede uiteinde van de vezel. Afbeelding van de afgedankte vezelpunt te klieven kwaliteit te inspecteren. Vermijd contact met de eerste gekloofd einde van vezels. </li><li> Plaats de vezel in de vezel klemmen van de tapering setup. Raak het midden van de vezel (waarbij de vezel wordt verwarmd). </li></ol> 3. In-situ Fiber Tapering Procedure <ol><li> Stel de mid-IR bronpomp de fundamentele modus van de vezel met de reflectie coating ZnSe lens (f = 12,7 mm). Gebruik de ongecoate ZnSe lens (f = 20 mm) op de foto om de output facet van de vezel met de Pyrocam om ervoor te zorgen de stroom is meestal in de fundamentele modus. Zorg ervoor dat de pompbundel propageert langs de as van de vezel. Zo niet, wordt de koppeling verandert zodra de gemotoriseerde fase beginnen te bewegen. </li><li><ol><li> Plaats een chopper voor de pompbron. (Deze stap is nodig voor AC gekoppeld detectoren). </li><li> Paar de uitgang van de vezel door de monochromator en de InSb detector met het onbeklede CaF2 lenzen (f = 20 mm) voor en na de monochromator. </li><li> Draai het rooster van de monochromator om de langgolvige kant van het spectrum door de monochromator totdat het uitgezonden signaal nauwelijks boven het ruisniveau (bij ongeveer 3.9 micrometer). In plaats van het filtering met de monochromator (stappen 3.2.2 en 3.2.3), een passende optisch filter gebruikt om het stroomverbruik waarneembare golflengtes langer dan de langste gemeten gehalte meetbare golflengte van de pomp. </li></ol></li><li> Vertaal de aluminium verwarmer totdat de vezel glijdt door de gleuf en is gecentreerd in het aluminium verwarmer fiber gat. </li><li> Plaats de sensor niveau RTD met een van de cartridge kachels. Druk de RTD sensor tegen aluminiumverwarmer zodat het volledig in contact met het blok zoals getoond in figuur 2. Als het RTD niet in contact met de kachel verantwoord (of niet in een herhaalbare wijze), de temperatuur van het blok onbekende zijn, waardoor de vezel te breken tijdens tapering. Zorg ervoor dat het signaal naar de monochromator niet is afgenomen. <ol><li> Een kleine RTD kunnen in het andere gat van het blok verwarming worden geplaatst om de temperatuur te bewaken in het gat. (Optioneel) </li></ol></li><li> Gebruik de digitale microscoop om image de vezel in het blok verwarming om voor monitoring van de vezels tijdens het afbouwen proces. (Optioneel) </li><li> Bedek de opstelling met een doos (met gaten voor de input en output balken) de luchtstroom verminderen en een stabiele tapering temperatuur. </li><li> Met de RTD en verwarmingspatronen aangesloten, zet de temperatuurregelaar. Stel de temperatuur tot -200 ° C, waarbij de vezel zacht wordt (de exacte temperatuur zal afhangen van de afmetingen van de verwarmer, de omgevingstemperatuur, en luchtstroom rond de vezel). </li><li> Nadat de temperatuur stabiel rond het instelpunt, start het programma Labview dat de gemotoriseerde fasen vertaalt van elkaar bij ~ 10 um / sec in elke richting. </li><li> Monitor het signaal van de InSb detector, die de spectrale meetsignaal. Zodra de detector signaal zijn maximale waarde (oppassen niet naar de detector verzadigen) bereikt, stopt de gemotoriseerde fasen en zet de cartridge verwarmers (temperatuurregelaar). </li><li> Wacht ~ 10 min voor de vezel stollen (de detector signaal wat door de temperatuursafhankelijkheid van de brekingsindex of thermische krimp afnemen in dit proces waarschijnlijk). </li><li> Vertaal de blokverwarmer langs de vezel richting een vezel klem waar de vezel is cilindervormig. Vervolgens vertalen de blokverwarmer weg van de vezel met de gleuf in het blok verwarming, zodat de vezel te passen. </li><li> Karakteriseren de SCG door spectrale metingen met de monochromator. Een InAs filter nodig zijn om nauwkeurige meting van het langgolvige deel van het spectrum. </li><li> Verwijder de vezel indien gewenst. </li></ol>

<ol><li>Marandi, A., Rudy, C. W., Plotnichenko, V. G., Dianov, E. M., Vodopyanov, K. L., Byer, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mid-infrared+supercontinuum+generation+in+tapered+chalcogenide+fiber+for+producing+octave-spanning+frequency+comb+around+3+%CE%BCm%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Mid-infrared supercontinuum generation in tapered chalcogenide fiber for producing octave-spanning frequency comb around 3 μm.</a> Optics Express. 20, 24218-24225 (2012).</li>
<li>Schliesser, A., Picque, N., Hansch, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mid-infrared+frequency+combs%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photonics%22%5BJournal%5D)">Mid-infrared frequency combs.</a> Nature Photonics. 6, 440-449 (2012).</li>
<li>Diddams, S. A., Hollberg, L., Mbele, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Molecular+fingerprinting+with+the+resolved+modes+of+a+femtosecond+laser+frequency+comb%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Molecular fingerprinting with the resolved modes of a femtosecond laser frequency comb.</a> Nature. 445, 627-630 (2007).</li>
<li>Thorpe, M. J., Balslev-Clausen, D., Kirchner, M. S., Ye, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cavity-enhanced+optical+frequency+comb+spectroscopy%3A+application+to+human+breath+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Cavity-enhanced optical frequency comb spectroscopy: application to human breath analysis.</a> Optics Express. 16, 2387-2397 (2008).</li>
<li>Sears, C. M. S., Colby, E., England, R. J., Ischebeck, R., McGuinness, C., Nelson, J., Noble, R., Siemann, R. H., Spencer, J., Walz, D., Plettner, T., Byer, R. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Phase+stable+net+acceleration+of+electrons+from+a+two-stage+optical+accelerator%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Phase stable net acceleration of electrons from a two-stage optical accelerator.</a> Physical Review Letters. 11, 101301(2008).</li>
<li>Popmintchev, T., Chen, M. C., Arpin, P., Murnane, M. M., Kapteyn, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+attosecond+nonlinear+optics+ofbright+coherent+X-ray+generation%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photonics%22%5BJournal%5D)">The attosecond nonlinear optics ofbright coherent X-ray generation.</a> Nature Photonics. 4, 822-832 (2010).</li>
<li>Dudley, J. M., Taylor, J. R. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aDudley%2C+JM+%22Supercontinuum+generation+in+optical+fibers%22">Supercontinuum generation in optical fibers</a>. , Cambridge University Press. (2010).</li>
<li>Birks, T. A., Wadsworth, W. J., Russell, P. S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supercontinuum+generation+in+tapered+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Supercontinuum generation in tapered fibers.</a> Optics Letters. 25, 1415-1417 (2000).</li>
<li>Leindecker, N., Marandi, A., Byer, R. L., Vodopyanov, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Broadband+degenerate+OPO+for+mid-infrared+frequency+comb+generation%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Broadband degenerate OPO for mid-infrared frequency comb generation.</a> Optics Express. 19, 6296-6302 (2011).</li>
<li>Liao, M., Yan, X., Gao, W., Duan, Z., Qin, G., Suzuki, T., Ohishi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Five-order+SRSs+and+supercontinuum+generation+from+a+tapered+tellurite+microstructured+fiber+with+longitudinally+varying+dispersion%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Five-order SRSs and supercontinuum generation from a tapered tellurite microstructured fiber with longitudinally varying dispersion.</a> Optics Express. 19, 15389-15396 (2011).</li>
<li>Mägi, E. C., Steinvurzel, P., Eggleton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tapered+photonic+crystal+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Tapered photonic crystal fibers.</a> Optics Express. 12, 776-784 (2004).</li>
<li>Ozeki, T., Kawasaki, B. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optical+directional+coupler+using+tapered+sections+in+multimode+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Optical directional coupler using tapered sections in multimode fibers.</a> Applied Physics Letters. 28, 528-529 (1976).</li>
<li>Yataki, M. S., Payne, D. N., Varnahm, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((All-fibre+wavelength+filters+using+concatenated+fused-taper+couplers%5BTitle%5D)+AND+%22Electronic+Letters%22%5BJournal%5D)">All-fibre wavelength filters using concatenated fused-taper couplers.</a> Electronic Letters. 21, 248-249 (1985).</li>
<li>Chandalia, J. K., Eggleton, B. J., Windeler, R. S., Kosinski, S. G., Liu, X., Xu, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adiabatic+coupling+in+tapered+air-silica+microstructured+optical+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Photonics+Technology+Letters%22%5BJournal%5D)">Adiabatic coupling in tapered air-silica microstructured optical fiber.</a> IEEE Photonics Technology Letters. 13, 52-54 (2001).</li>
<li>Mora, J., Díez, A., Fonjallaz Andréz, P. Y., Popov, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tunable+dispersion+compensator+based+on+a+fiber+Bragg+grating+written+in+a+tapered+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Photonics+Technology+Letters%22%5BJournal%5D)">Tunable dispersion compensator based on a fiber Bragg grating written in a tapered fiber.</a> IEEE Photonics Technology Letters. 16, 2631-2633 (2004).</li>
<li>Rusu, M., Herda, R., Kivistö, S., Okhotnikov, O. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fiber+taper+for+dispersion+management+in+a+mode-locked+ytterbium+fiber+laser%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Fiber taper for dispersion management in a mode-locked ytterbium fiber laser.</a> Optics Letters. 31, 2257-2259 (2006).</li>
<li>Alfanao, R. R., Shapiro, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Emission+in+the+region+4000+to+7000+A+via+four-photon+coupling+in+glass%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Emission in the region 4000 to 7000 A via four-photon coupling in glass.</a> Physical Review Letters. 24, 584-587 (1970).</li>
<li>Eggleton, B. J., Luther-Davies, B., Richardson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chalcogenide+photonics%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Photonics%22%5BJournal%5D)">Chalcogenide photonics.</a> Nature Photonics. 5, 141148(2011).</li>
<li>Snopatin, G. E., Shiryaev, V. S., Plotnichenko, V. G., Dianov, E. M., Churbanov, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-purity+chalcogenide+glasses+for+fiber+optics%5BTitle%5D)+AND+%22Inorganic+Materials%22%5BJournal%5D)">High-purity chalcogenide glasses for fiber optics.</a> Inorganic Materials. 45, 1439-1460 (2009).</li>
<li>Harbold, J. M., Ilday, F. O., Wise, F. W., Sanghera, J. S., Nguyen, V. Q., Shaw, L. B., Aggarwal, I. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+nonlinear+As-S-Se+glasses+for+all-optical+switching%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Highly nonlinear As-S-Se glasses for all-optical switching.</a> Optics Letters. 27, 119-121 (2002).</li>
<li>Hudson, D. D., Dekker, S. A., Magi, E. C., Judge, A. C., Jackson, S. D., Li, E., Sanghera, J. S., Shaw, L. B., Aggarwal, I. D., Eggleton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Octave+spanning+supercontinuum+in+an+As2S3+taper+using+ultralow+pump+pulse+energy%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Octave spanning supercontinuum in an As2S3 taper using ultralow pump pulse energy.</a> Optics Letters. 36, 1122-1124 (2011).</li>
<li>Domachuk, P., Wolchover, N. A., Cronin-Golomb, M., Wang, A., George, A. K., Cordeiro, C. M. B., Knight, J. C., Omenetto, F. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Over+4000+nm+bandwidth+of+mid-IR+supercontinuum+generation+in+sub-centimeter+segments+ofhighly+nonlinear+tellurite+PCFs%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Over 4000 nm bandwidth of mid-IR supercontinuum generation in sub-centimeter segments ofhighly nonlinear tellurite PCFs.</a> Optics Express. 6, 7161-7168 (2008).</li>
<li>Hu, J., Menyuk, C. R., Shaw, L. B., Sanghera, J. S., Aggarwal, I. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Maximizing+the+bandwidth+of+supercontinuum+generation+in+As2Se3+chalcogenide+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Maximizing the bandwidth of supercontinuum generation in As2Se3 chalcogenide fibers.</a> Optics Express. 18, 6722-6739 (2010).</li>
<li>El-Amraoui, M., Fatome, J., Jules, J. C., Kibler, B., Gadret, G., Fortier, C., Smektala, F., Skripatchev, I., Polacchini, C. F., Messaddeq, Y., Troles, J., Brilland, L., Szpulak, M., Renversez, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Strong+infrared+spectral+broadening+inlow-loss+As-S+chalcogenide+suspended+core+microstructured+optical+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Strong infrared spectral broadening inlow-loss As-S chalcogenide suspended core microstructured optical fibers.</a> Optics Express. 18, 4547-4556 (2010).</li>
<li>Marandi, A., Leindecker, N., Byer, R. L., Vodopyanov, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coherence+properties+of+a+broadband+femtosecond+mid-IR+optical+parametric+oscillator+operating+at+degeneracy%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Express%22%5BJournal%5D)">Coherence properties of a broadband femtosecond mid-IR optical parametric oscillator operating at degeneracy.</a> Optics Express. 20, 7255-7262 (2012).</li>
<li>Dudley, J. M., Coen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Coherence+properties+of+supercontinuum+spectra+generated+in+photonic+crystal+and+tapered+optical+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Optics+Letters%22%5BJournal%5D)">Coherence properties of supercontinuum spectra generated in photonic crystal and tapered optical fibers.</a> Optics Letters. 27, 1180-1182 (2002).</li>
<li>Corwin, K. L., Newbury, N. R., Dudley, J. M., Coen, S., Diddams, S. A., Weber, K., Windeler, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fundamental+noise+limitations+to+supercontinuum+generation+in+microstructure+fiber%5BTitle%5D)+AND+%22Physical+Review+Letters%22%5BJournal%5D)">Fundamental noise limitations to supercontinuum generation in microstructure fiber.</a> Physical Review Letters. 90, 113904(2003).</li>
<li>Birks, T. A., Li, Y. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+shape+of+fiber+tapers%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Lightwave+Technology%22%5BJournal%5D)">The shape of fiber tapers.</a> Journal of Lightwave Technology. 10, 432-438 (1992).</li>
<li>Churbanov, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-purity+chalcogenide+glasses+as+materials+for+fiber+optics%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Non-Crystalline+Solids%22%5BJournal%5D)">High-purity chalcogenide glasses as materials for fiber optics.</a> Journal of Non-Crystalline Solids. 184, 25-29 (1995).</li>
</ol>

Een Verenigde Staten voorlopige octrooiaanvraag is ingediend beschermen van de techniek beschreven in dit artikel.

We hebben een nieuwe spits toelopende procedure vezels aangetoond en geverifieerd zijn geldigheid door het uitvoeren van SCG in het midden-infrarood. Om het beste van onze kennis, is de alternatieve methode voor deze applicatie gebaseerd op het bepalen van de vezel te trekken lengte die nodig is om een ​​taps toelopende vezel diameter die voldoende toevoegt golfgeleiderdispersie te optimaliseren SCG in de vezel conus door berekeningen te maken, maar omdat het trekken lengte nodig de spectrale verbreding een bepaalde vez...

Nadat hij eerst geproduceerd in het zichtbare golflengtegebied 1,7 SCG bronnen hebben verschoven naar het midden-IR, grotendeels gedreven door toepassingen in de spectroscopie. 3, 4 Chalcogenide vezels, die sulfiden, seleniden en telluriden omvatten, zijn een populair materiaal voor de mid-IR door de lage voortplantingsverlies en hoge lineariteit, 18 minder dan 100 dB / km en 19 ~ 200 maal die van silica Al 2 S 3, 20 respectievelijk. De nul GVD golflengte meeste chalcogeniden ligt in het midden-IR, voorbij het midden golflengte van de meeste beschikbare ultrasnelle pompbronnen, waardoor SCG uitdaging in een bulkmateriaal of een standaard single mode fiber chalcogenide. Golfgeleider dispersie kan worden gebruikt om het nulpunt GVD punt voor SCG wijzigen. 7 Werkwijzen voor het introduceren sterke golfgeleiderdispersie omvatten vezels tapering, 8, 21 met microgestructureerde vezels, 22-24 ofzelfs een combinatie van beide. 10 Door het verschuiven van de nul GVD golflengte onder de pomp golflengte, zal de pomp anomale dispersie ervaring in de vezel. In de anomale dispersie regime, soliton vorming gebeurt door het balanceren van de niet-lineaire chirp veroorzaakt door zelf-fase modulatie en de lineaire chirp veroorzaakt door GVD. Voor een femtoseconde pompbron, spectrale verbreding wordt gewoonlijk beheerst door soliton splijting of puls breken, dat plaatsvindt na de eerste tijdelijke compressie de puls zich voortplant langs de vezel. 7 Bij vezel taps, waarbij het ​​totale GVD-zowel materiaal golfgeleider dispersie kan zorgen voor een aanpassing van de uiteindelijke conische diameter vereist een aanzienlijk verbreed spectrum produceren. Door SCG sterke afhankelijkheid GVD en fluctuaties tussen experimentele studies inbegrip van veranderingen in de vezellengte vóór het tapse gebied en de koppeling van de pomp op de vezel, de berekende benadering onvoldoende fof het bereiken van een geoptimaliseerde taps in een enkel proces. Spectrale controle mogelijk maakt voor deze variaties in de experimentele opstelling in acht te nemen en verantwoord in in-situ toelopend. Bovendien genereren van een efficiënte supercontinuum (SC) in een korte tapse vezels vermindert de lineaire geluidsversterking behoud van de samenhang van de SCG en frequentiekamlaser eigenschappen van de pompbron. 25-27 goede dispersie beheer, en dus de noodzaak in situ tapering, wordt nog kritisch wanneer de vezel lengte is kort, als de SCG tolerantie schalen met lengte. De in-situ toelopende configuratie begint met de pompbron, de subharmonische van een geblokkeerde modus Er gedoteerde vezel laser, 9 gekoppeld in de kern van de Al 2 S 3 vezels die taps is. De uitgang van de vezel wordt dan gekoppeld aan een apparaat dat de spectrale profiel kenmerkt. In de experiment, een InSb detector na een monochromator met ~ 20 nm van de resolutie wordt gebruikt om een ​​gedeelte van de uitvoer spectrum volgen wanneer aanvankelijk een zeer lage signaal van de pompbron (bij ongeveer 3,9 pm) waardoor de vezel kan worden gevolgd tijdens taps toelopend. Als de vezel is uitgetrokken en verbreedt het spectrum, wordt de spectrale meetsignaal toeneemt naarmate de dispersie geoptimaliseerd voor de afzonderlijke experimenten. Door het monitoren van het spectrum in de tapse procedure kan smaller worden onderbroken op het moment waarop de spectrale verbreding gemaximeerd. In-situ tapering maakt optimale dispersie efficiënt beheer van SCG in een enkele vezel taper. Taps toelopend met een statische, smalle warmte zone produceert een korte vezel taps taille, 28 die het mogelijk maakt voor geluidsarme SCG. Samen, in-situ statische taps toelopend kan coherente, low-noise, octaaf-overspannende SCG staat in het midden van de IR.

<table><tbody><tr><td>Motorized Linear Stages</td><td>Newport</td><td>MFA-PPD</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers.</td></tr><tr><td>Motorized Stage Controller</td><td>Newport</td><td>ESP301</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers.</td></tr><tr><td>Aluminiumblok</td><td>Elke leverancier.</td><td></td><td>Afmetingen variëren afhankelijk van de gewenste conische lengte.</td></tr><tr><td>RTD-sensor</td><td>Omega</td><td>1PT100GX1510</td><td></td></tr><tr><td>Cartridge-verwarmers</td><td>Omega</td><td>CSS-01115/120V</td><td></td></tr><tr><td>Temperatuurregelaar</td><td>Omega</td><td>CSC32</td><td></td></tr><tr><td>Lineaire vertaalfase met ingangskoppeling</td><td>CVI</td><td>07TXS224</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers.</td></tr><tr><td>Lineaire vertaalfase met uitgangskoppeling</td><td>Newport</td><td>422-1S</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers.</td></tr><tr><td>XYZ-lineaire vertaalfase</td><td>Newport</td><td>461</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers.</td></tr><tr><td>Diverse posten, optica-montages, basen en vorken</td><td>Elke leverancier.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Optisch broodbord</td><td>Thorlabs</td><td>MB12</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers.</td></tr><tr><td>ZnSe-lens met ingangskoppeling</td><td>Thorlabs</td><td>AL72512-E</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers. De focale lengte van de ingangskoppeling hangt af van de pompbron en de diameter van het veld van de vezelmodus.</td></tr><tr><td>ZnSe-lens met uitgangskoppeling</td><td>Edmund Optics</td><td>NT62-961</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers.</td></tr><tr><td>Doos</td><td>Elk type is voldoende.</td><td></td><td>Moet groot genoeg zijn om beweging van de fase mogelijk te maken. Behoefte aan openingen voor ingangs- en uitgangskoppeling van licht.</td></tr><tr><td>Keramische optische post</td><td>Elke leverancier.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Digitaal microscoop</td><td>Elke leverancier.</td><td></td><td>Optioneel.</td></tr><tr><td>Tafelklemmen</td><td>Thorlabs</td><td>CL5</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers.</td></tr><tr><td>Klemmen voor losse vezels</td><td>Thorlabs</td><td>HFF003</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers.</td></tr><tr><td colspan="4">Tabel 1. Materialen voor Taper-setup.</td></tr><tr><td>As2S3 Optische vezel</td><td>Fiber Optics Research Center van de Russische Academie van Wetenschappen</td><td></td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers, zoals CorActive. </td></tr><tr><td>Beavertail-klevers</td><td>Fiber Network Tools</td><td>S-315</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers. Handmatig splijten of polijsten van vezeluiteinden kan ook hoogwaardige vezeluiteinden produceren.</td></tr><tr><td>KimWipes</td><td>Kimberly-Clark Professional</td><td>34120</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers.</td></tr><tr><td>Aceton, Isopropanol</td><td>Elke leverancier.</td><td></td><td></td></tr><tr><td colspan="4">Tabel 2. Materialen voor voorbereiding van chalcogenidevezels.</td></tr><tr><td>Pyrocam</td><td>Ophir Photonics</td><td>Pyrocam III-serie</td><td>Elke camera met gevoeligheid bij de golflengte van de pomp zal werken.</td></tr><tr><td>Monochroom</td><td>Photon Technology International</td><td></td><td>Er werd een raster van 100 lijnen/mm gebruikt. Elk spectraal meetapparaat werkt (bijv. longpass-filter). </td></tr><tr><td>CaF2-lenzen</td><td>Thorlabs</td><td>LB5922</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers.</td></tr><tr><td>InAs-filter</td><td>Elke leverancier.</td><td></td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers.</td></tr><tr><td>Versterkte InSb-detector</td><td>Hamamatsu</td><td>P4631-03</td><td>Beschikbaar bij andere leveranciers.</td></tr><tr><td>Computer</td><td>Elke leverancier.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>DAQ</td><td>National Instruments</td><td>USB X-serie</td><td></td></tr><tr><td>Labview-software voor gemotoriseerde fasen</td><td>National Instruments</td><td></td><td>Optioneel. Aangepast programma.</td></tr><tr><td>Labview-software voor het verzamelen van detectorgegevens</td><td>National Instruments</td><td></td><td>Optioneel. Aangepast programma.</td></tr><tr><td>Diverse posten, optica-montages, basen en vorken</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>1" Gouden spiegels</td><td>Elke leverancier.</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Chopper en controller</td><td>Elke leverancier.</td><td>SRS-model SR540</td><td>Optioneel. Hangt af van de gebruikte detector.</td></tr><tr><td colspan="4">Tabel 3. Materialen voor in-situ Taper-procedure.</td></tr></tbody></table>

in-situ tapering van chalcogenide fiber for mid-infrarood supercontinuum generation

In-situ Tapering of Chalcogenide Fiber for Mid-infrared Supercontinuum Generation

Supercontinuum generatie (SCG) in een taps toelopende chalcogenide vezel is wenselijk voor verbreding mid-infrarood (of mid-IR, ruwweg de range 2-20 micrometer golflengte) frequentie kammen 1, 2 voor toepassingen zoals moleculaire fingerprinting, 3 trace gasdetectie, 4 laser-gestuurde deeltjesversnelling 5 en x-ray productie via high frequentieverdubbeling. 6 bereiken efficiënt SCG in een tapse optische vezel vereist nauwkeurige regeling van de groep snelheidsdispersie (GVD) en de temporele eigenschappen van de optische pulsen aan het begin van de vezels, 7 die sterk afhankelijk zijn van de geometrie van de conus. 8 Wegens verschillen in het convergerende installatie en procedure voor opeenvolgende SCG-experimenten zoals vezellengte, taps omgevingstemperatuur of power in de vezel, in situ bewaking van spectrale SCG is noodzakelijk om de output spectrum te optimaliseren voor een experiment. In-situ tapse vezels voor SCG bestaat uit het koppelen van de pomp lichtbronnen vezel taps een spectraal meetinrichting. De vezel is taps terwijl de spectrale meetsignaal wordt waargenomen in real-time. Wanneer het signaal zijn piek bereikt, het convergerende gestopt. De in-situ taps toelopende procedure maakt het mogelijk voor het genereren van een stabiele, octaaf-spanning, mid-IR frequentiekamlaser uit de sub harmonische van een commercieel verkrijgbaar buurt-IR frequentiekamlaser. 9 Deze methode verlaagt kosten te wijten aan de vermindering van de tijd en de benodigde materialen om een ​​optimale taper fabriceren met een taille lengte van slechts 2 mm. De in-situ tapse techniek kan worden uitgebreid tot optimalisering microgestructureerde optische vezel (MOF) voor SCG 10 of afstemming van de doorlaatband van MOFs, 11 optimaliseren tapse vezels paren voor gesmolten vezel koppelaars 12 en wavelength division multiplexers (wdms), 13of wijzigen van dispersie compensatie voor compressie of oprekken van optische pulsen. 14-16

Na succesvolle voltooiing van de in-situ taps procedure, de pomp verbreed spectrum te dekken 2,2-5 urn (bij ongeveer 40 dB onder de piek), zoals gezien in figuur 3. De pomp puls energie in de As 2 S 3 fiber was ~ 250 pJ met een initiële puls lengte onder 100 FSEC. De korte lengte van de taps toelopende taille, ~ 2.1 mm, maakt voor het genereren van een breedband, samenhangend SC. Hiermee behoudt de frequentiekamlaser eigenschappen van de pomp bron. Meer informatie over de ...

We beschrijven een werkwijze voor<em&gt; In-situ</em&gt; Afbouwen van As<sub&gt; 2</sub&gt; S<sub&gt; 3</sub&gt; Vezels om een ​​efficiënte mid-infrarood supercontinuum generatie te bereiken. Door het afbouwen tijdens het bewaken van het spectrum van de supercontinuum&#39;s, kan de spectrale breedte worden gemaximaliseerd voor een vezel taper.<em&gt; In-situ</em&gt; Tapse vezels kan worden toegepast om het werk van de andere vezel-apparaten optimaliseren.

In-situ Tapering van Chalcogenide Fiber for Mid-infrarood supercontinuum Generation

Supercontinuum  generation (SCG) in a tapered chalcogenide fiber is desirable for broadening mid-infrared  (or mid-IR, roughly the 2-20 &mu;m wavelength ...

Het algemene doel van deze procedure is het creëren van een geoptimaliseerd supercontinuüm in het midden-infrarood door het taps toelopen van een calgene eye-vezel. Dit wordt bereikt door eerst de opstelling voor het taps toelopen van de vezel te construeren, wat spectrale monitoring mogelijk maakt om de mate van verbreding tijdens het taps toelopen van een calcietvezel te bepalen. De tweede stap is het voorbereiden van een korte arseentrisulfidevezel om deze taps toe te laten lopen.Vervolgens wordt de optische vezel in de tapering-opstelling geplaatst, waarbij de pompbron is gekoppeld aan de fundamentele mode van de vezel. De laatste stap is het verhitten van de vezel en het starten van het tapering-proces, waarbij het proces wordt beëindigd zodra de spectrale meting is gemaximaliseerd. Uiteindelijk zal er een coherent en onmiddellijk breedbandig supercontinuüm in het midden-infrarood worden gegenereerd na passage door de twee getaperde vezels.Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande methoden, waarbij het taps toelopen naar een bepaalde vezeldiameter wordt bepaald door simulaties, is dat een optimaal verbreed spectrum kan worden verkregen in een enke

in-situ-tapering-chalcogenide-fiber-for-mid-infrared-supercontinuum

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Gebruik van fotonisch kristal langzaam licht golfgeleiders en holtes is op grote schaal door de fotonica gemeenschap in veel verschillende toepassingen. Daarom fabricage en karakterisering van deze apparaten zijn van groot belang. Dit document schetst onze fabricage techniek en twee optische karakterisatie methoden, te weten: interferometrische (golfgeleiders) en resonante verstrooiing (holten).

Fabricage en karakterisering van fotonische kristallen Slow lichtgolfgeleiders en holtes

De aangepaste technieken ontwikkeld in ons laboratorium om microgolf fotonica systemen te bouwen op basis van ultra-hoge Q fluisteren gallery mode resonatoren worden gepresenteerd. De protocollen voor deze resonatoren te verkrijgen en te karakteriseren zijn gedetailleerd, en een uitleg van een aantal van hun toepassingen in de magnetron fotonica wordt gegeven.

Magnetron Fotonica Systemen op basis van Whispering-gallery-mode resonatoren

Parametrische optomechanische excitaties zijn onlangs experimenteel aangetoond in microfluïdische optomechanische resonatoren door middel van optische stralingsdruk en gestimuleerde Brillouin-verstrooiing. Dit artikel beschrijft de fabricage van deze microfluïdische resonatoren samen met methodologieën voor het genereren en verifiëren van optomechanische oscillaties.

Fabricage en testen van Microfluidic Optomechanische oscillators

We beschrijven een techniek voor het inschrijven van identieke fiber Bragg-gratings in elke kern van een multicore-vezel. Dit wordt bereikt door een extra oppervlak in de optische baan te introduceren om lenzen door het gebogen oppervlak van de vezelmantel te verminderen.

Het schrijven van Bragg Roosters in Multicore Fibers

Efficiënte productie van niet-lineaire verschijnselen in verband met de derde orde optische non-lineaire gevoeligheid Χ (3) interacties in drievoudig resonante silica microsferen wordt in dit document. De interacties gemeld hier zijn: gestimuleerde Raman Scattering (SRS), en vier wave mixing processen bestaande uit gestimuleerde Anti-Stokes Raman Scattering (SARS).

Gestimuleerde Stokes en Antistokes Raman Scattering in microsferische Whispering Gallery Mode Resonators

Europium thenoyltrifluoroacetonate (EuTFC) een optische luminescentie lijn bij 612 nm, waarvan de activering efficiëntie sterk af met de temperatuur. Indien een monster bekleed met een dunne film van dit materiaal micro-afgebeeld, kan de 612 nm luminescentie reactie intensiteit worden omgezet in een rechtstreekse kaart monster oppervlaktetemperatuur.

High-resolution thermische Micro-imaging Met behulp europiumchelaat Lichtgevende Coatings

Een methode voor het afzetten van chalcogenideglasfilms met een uniforme dikte, verkregen uit een oplossing, wordt gedemonstreerd met behulp van computergestuurde numerieke bediening van een elektrospray met een enkele mondstuk.

Electrospray Afzetting van uniforme dikte Ge<sub&gt; 23</sub&gt; Sb<sub&gt; 7</sub&gt; S<sub&gt; 70</sub&gt; En As<sub&gt; 40</sub&gt; S<sub&gt; 60</sub&gt; Chalcogenide Glass Films

We presenteren een protocol voor het vervaardigen van 1-D fotonisch kristal holtes op subwavelength diameter silica vezels (optisch nanovezels) met behulp van femtoseconde-laser-geïnduceerde ablatie.

Fabricage van 1-D Photonic Crystal Cavity op een Nanovezel behulp Femtoseconde Laser-geïnduceerde Ablation

Silicon fotonische chips hebben het potentieel om complexe geïntegreerde quantum systemen te realiseren. Hier voorgesteld is een werkwijze voor het bereiden en testen van een silicium chip voor fotonische quantum metingen.

Meting van Quantum Interference in een Silicon Ring Resonator Photon Source

Hier presenteren we een protocol om solitonkristallen te genereren in een vlinder-verpakte micro-ring resonator met behulp van een thermisch afgestemde methode. Verder worden de herhalingssnelheidsfluctuaties van een solitonkristal met een enkele leegte gemeten met behulp van een vertraagde zelf-heterodyne methode.

Snelle herhalingssnelheid fluctuatiemeting van Solitonkristallen in een microresonator

Leer in-situ tapering van As₂S₃-vezels voor efficiënte midden-infrarood supercontinuum-generatie. Deze methode optimaliseert het spectrum door real-time monitoring tijdens het verwarmen en uitrekken van de vezel.

In-situ Tapering van Chalcogenide Fiber for Mid-infrarood supercontinuum Generation

Meer video's verkennen