Name: Het schrijven van Bragg Roosters in Multicore Fibers (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2016-04-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 48 s
Description: Leer hoe je identieke fiber Bragg gratings in elke kern van een multicore vezel inscript met behulp van capillaire buizen. Deze methode minimaliseert lensing-effecten en maakt gebruik van standaard inscriptieapparatuur.

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

De SAIL-laboratoria worden gefinancierd door de Australian Laureate Fellowship van JBH van de Australian Research Council.
Dit onderzoek werd ondersteund door het Australian Research Council Centre of Excellence for Ultrahigh Bandwidth Devices for Optical Systems (projectnummer CE110001018).
Experimenteel werk werd gedeeltelijk uitgevoerd in de OptoFab-knoop van de Australian National Fabrication Facility, met behulp van NCRIS en financiering van de NSW-staatsregering. Glasvezelhydrogeneringsdiensten werden geleverd door TE Connectivity in Redfern. SLS wil het Optics and Electronics Laboratory, Fujikura Ltd, Japan danken voor het leveren van de 7-core glasvezel die in dit experiment is gebruikt.

1. Bereiding van Polished capillaire Tubes (ANFF OptoFab) <ol><li> Verkrijgen van glazen capillaire buisjes met een binnendiameter nauw afgestemd op vezeldiameter. Hoe dichter in grootte, hoe beter de prestaties, maar controle of ± 10 urn variatie in capillaire afmeting wordt toegestaan. Verwijder eventuele beschermende coatings van het capillair aan. Scheren coatings met een scheermesje om ze te verwijderen zonder schade aan de buizen. </li><li> Schuin de capillaire buisjes tot een kleinere diameter indien nodig. Gebruik een computergestuurde automatische machine taps indien beschikbaar. <ol><li> Bevestig een stuk buis met klemmen aan beide uiteinden. </li><li> Verwarm de capillair smeltpunt gelijkmatig over de diameter een hete filament tussen de klemmen. </li><li> Trek de capillair door middel van het verwarmingselement met een constante spanning totdat de gewenste lengte is taps naar de kleinere diameter. </li></ol></li><li> Snijd de capillair in ongeveer gelijke lengte with een glas snijgereedschap. Zorgen dat deze ten minste 2 cm langer dan het bedoelde raster lengte maar klein genoeg binnen het polijsten apparatuur te passen. Opmerking: Voor dit experiment een capillaire lengte van 7 cm werd gebruikt. </li><li> Bevestig 8-10 van de capillaire lengte om een ​​glas puck met behulp van UV-uithardende lijm. Installeer de puck op een jig verenigbaar is met het geklots / polijstmachine. </li><li> Gebruik het klotsen / polijsten machine om de blootgestelde wanden van de capillaire buisjes malen op vlakke ondergrond. LET OP: Adem geen losse grit. Opmerking: Het schuurmiddel element Al 2 O 3 in een suspensie van omgekeerde osmose gezuiverd water. <ol><li> Met 25 urn grit totdat de resterende dikte van de capillaire wand bedraagt ​​ongeveer 70 pm. Gebruik een micrometer om de verplaatsing van de mal te meten bij het slijpen en dus de hoeveelheid die is verwijderd. </li><li> Switch to 5 urn gruis en maal tot de resterende dikte van de wand bedraagt ​​ongeveer 50 urn. </li></ol&gt; </li><li> Gebruik het klotsen / polijstmachine het afgeplatte oppervlak polijsten gedurende ten minste 3 uur met hoogzuivere colloïdale silica in alkalische dispersie (NaOH). Opmerking: Dit herstelt het oppervlak van optische kwaliteit. Het silica kan worden voorkomen stollen door toevoeging van 1 deel 0,004 M NaOH tot 3 delen polijsten oplossing. </li><li> Scheid de capillaire buisjes van de holding puck door het weken &#39;s nachts in aceton. </li><li> Bestudeer de capillaire buisjes aan beide uiteinden onder een microscoop met 10x vergroting van de wanddikte te controleren. Opmerking: Een goede kwaliteit capillaire zal een uniform dun (~ 50 micrometer) muur langs zijn lengte. </li></ol> 2. Het creëren van Gratings <ol><li> Hydrogeneren de MCF op lichtgevoeligheid verhogen. <ol><li> Plaats de vezels te hydrogeneren in een luchtdicht afgesloten ruimte. LET OP: Zorg ervoor dat de kamer wordt stevig vastgeschroefd door de aanwezigheid van onder druk staande gassen. </li><li> Pomp hoge zuiverheid H 2 in de kamer. Gebruik N 2 </sub&gt; gas als een booster om de druk te verhogen. </li><li> Laat de vezels binnen de kamer gedurende langere tijd: 2 weken bij 300 bar en kamertemperatuur of 3 dagen bij 380 bar en 80 ° C. </li><li> Vent de gassen uit de kamer en verwijder de vezels. LET OP: Zorg ervoor dat de ruimte goed geventileerd. Gassen kunnen optreden als asphyxiants of brandgevaar in het geval van H 2. </li><li> Houd de vezels in een vriezer met temperatuur -70 ° C of lager totdat ze worden gebruikt. Dit vertraagt ​​de snelheid van waterstof ontgassing en behoudt de verhoogde lichtgevoeligheid. </li></ol></li><li> Strip de beschermlaag van de MCF. Strip MCFs dezelfde grootte als SMF&#39;s met een standaard SMF fiber stripper; anders aftrekken van de bekleding met een scheermesje. Verwijder de bekleding uit het gebied waar het rooster wordt geschreven, tot aan het einde van de vezel. </li><li> Steek het gestripte uiteinde van de vezel in de capillaire buis en schuif de buis langs de vezel, zodat het betrekking heeft op de regio naar b<html> e ingeschreven. </li><li> Doe UV-beschermende brillen. Monteer de vezel op de bewegende fase, die het fasemasker houdt met de vlakke zijde van het capillair een hoek naar het fasemasker. Zorg ervoor dat de vezel is gepositioneerd binnen het interferentiepatroon gecreëerd door het masker, maar niet aanraken van het masker zelf, dit kan schade veroorzaken. </li><li> Lijn de 244 nm laser zodat de straal loodrecht op het vlakke oppervlak van het fasemasker. Zorg ervoor dat de vezel ontvangt ten minste 90 mW laservermogen. </li><li> Blootstellen van 4 cm lengte van de vezel aan de UV interferentiepatroon van elkaar bewegen van de vezel en fasemasker ten opzichte van de binnenkomende bundel met een snelheid van 0,25 mm / min. </li><li> Verwijder het capillair van de vezel. </li><li> Gloeien het raster bij 110 ° C gedurende 20 uur om de reactie te stabiliseren golflengte. Opmerking: Deze stap is optioneel als het raster zal stabiliseren op zich in de loop van ongeveer drie dagen, maar annealing maakt het proces sneller. </li></ol>e_title &quot;&gt; 3. Analyse van Spectra <ol><li> Splitsen beide uiteinden van de vezel. Gebruik een vezelmes waarmee de gebruiker zowel vezeldiameter en spanning ingesteld op een vlak eindoppervlak waarborgen. </li><li> Verlicht ene uiteinde van de vezel met een afstembare laser met een centrale golflengte ongeveer aangepast aan de Bragg golflengte. </li><li> Sluit een CCD-camera aan op een PC met besturingssoftware voor het weergeven en opnemen van de vezel output. Beeld de vezeluitvoer van de CCD-camera, met behulp van een microscoop objectief met 50x vergroting voor de camera zodat de monsters beschermen tegen meervoudige CCD pixels. Let op: de volgende stappen 3.4.1 - 3.5.5 zijn specifiek voor de aangepaste software die wordt gebruikt door de auteurs en vertegenwoordigen slechts één methode van het vastleggen van spectra. <ol><li> Selecteer een cirkelvormig gebied van pixels corresponderend met elk monster door op de centra geleiders zoals deze in de afbeelding in de besturingssoftware. Voer de diameter van de kernen in eenheden van pixels in de &quot;Length of Diameter &amp;# 39; veld. </li><li> Noteer de pixelwaarden van de camera geregistreerd voor de geselecteerde regio. Tel de waarden voor alle pixels die een bepaalde kern naar de totale doorvoer op die golflengte te kwantificeren. </li></ol></li><li> Sluit de afstembare laser om de controle PC, zodat observaties en het verzamelen van gegevens kan worden geautomatiseerd. <ol><li> Voer een golflengte van ongeveer 5 nm onder de Bragg golflengte in het &#39;Start Wavelength&#39; veld. </li><li> Stel de golflengte toename van de laser tot 0,01 nm in de &#39;Scan - Step&#39; veld. Opmerking: Stel de vertraging tussen de stappen ten minste 300 ms zodat laserwerking stabiel is bij elke golflengte voordat worden geregistreerd, en de volgende golflengtestap optreedt. </li><li> Voer een golflengte van ongeveer 5 nm groter is dan de Bragg golflengte in het &#39;Einde Wavelength&#39; veld. </li><li> Klik op de &#39;Automatic Scan&#39; knop om de laser om de gedefinieerde Start Golflengte instellen en verhoging van de golflengte van de gekozen verhoging bij VerLAR tijdsintervallen. </li><li> Noteer de intensiteit die via elk monster per golflengtestap. Exporteer de berekende waarden naar een tekstbestand door het inschakelen van de &#39;Text Bestand opslaan&#39; optie. </li></ol></li><li> Herhaal de scan ten minste 3 keer en de gemiddelde gegevens van alle runs. </li><li> Plot uitgezonden vermogen versus golflengte voor elke kern een set van spectra genereren. <ol><li> Vergelijk de spectra van de monsters om te bevestigen of zij dezelfde kenmerken onderdrukking. Controleer of de centrale golflengte, de diepte en de bandbreedte van elk rooster wedstrijd. </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>

De auteurs verklaren dat ze geen concurrerende financiële belangen hebben.

Figuren 2 en 3 tonen tezamen dat het inbrengen van het gepolijste capillair (PCT) bij het ​​schrijven roosters voldoende is om de uniformiteit van de kern in de spectra MCFBG verbeteren. De rest van de inscriptie proces is grotendeels ongewijzigd ten opzichte van gevestigde methoden voor het creëren SMF roosters en kan gebruikt worden met de meeste bestaande FBG schriftelijk systemen. Vandaar dat de voorbereiding van de PCT&#39;s, zoals beschreven in deel 2 van het protocol is het meest...

Bragg roosters (VBR) worden veel gebruikt als smalband filters omdat ze kunnen worden aangepast voor een groot aantal toepassingen 1. Zij zijn niet beperkt tot onderdrukking enkele golflengten; complex transmissie spectra kunnen worden gemaakt door het gebruik van aperiodische brekingsindex variaties 2. Een beperking is dat VBR alleen kan worden ingeschreven in single-mode vezels (SMF), als de golflengte die wordt onderdrukt gedurende een bepaalde rasterperiode afhankelijk van de propagatieconstante. In een multimode vezel (MMF), waarbij elke modus een verschillende propagatieconstante, onderdrukte golflengte voor elke modus is anders en daarom het raster geen sterke onderdrukking geven op een bepaalde golflengte. De impuls voor dit experiment komt uit de astronomie. Under-seeing beperkte voorwaarden, directe koppeling naar een SMF is moeilijk en inefficiënt; extreme adaptieve optiek zijn verplicht om dit te doen 3. Vanwege dit, geldmarktfondsen zijn typtisch gebruikt bij het ​​verzamelen van licht van de telescoop focal plane 4. Derhalve om de functionaliteit alleen SMF houden, is het noodzakelijk om efficiënte omzetting tussen SMF en geldmarktfondsen hebben. Dit wordt mogelijk gemaakt door de fotonische lantaarn, een inrichting die bestaat uit een multimode poort verbonden met een reeks SMF via een tapse overgang 5. Fotonische lantaarns werden gebruikt in de GNOSIS instrument, waarbij de SMF&#39;s VBR atmosferische emissielijnen verwijderen (door OH radicalen en andere moleculen) van nabij-infrarood observaties 6. De nadelen van het gebruik van afzonderlijke, eenaderige SMF voor deze taak zijn dat zij moeten worden gesteld één voor één afzonderlijk gesplitst in de optische trein en vereist veel tijd en handmatige inspanning. De in dit artikel beschreven techniek probeert deze tekortkomingen met een complexere vezels formaat naar de single-mode functionaliteit pakken. De volgende generatie OH supprsessieschijven instrument PRAXIS 7 maakt gebruik van multi-core vezels (MCFs) te maken. Deze vezels bevatten een aantal single-moded cores ingebed in een enkele bekleding. Het voordeel van deze aanpak is dat de MCF kan taps toelopen in een MMF de resulterende fotonische lantaarn die een compacte en robuuste onafhankelijke eenheid. In de voltooide instrument, zal het licht van de telescoop worden gekoppeld in de MMF-poort van de lantaarn; de taps toelopende overgang zal dit licht te scheiden in de single-mode kernen, waar het door de FBG&#39;s zal passeren. Na de golflengte filtreren van de resterende licht wordt verdeeld op een detector, de spectra verzameld. Met behulp van MCFs ook versnelt het proces van het schrijven van roosters, omdat alle cores kan worden ingeschreven in een single-pass. Wel moet de schrijfproces teneinde worden gemodificeerd zodat alle kernen dezelfde reflectiekarakteristieken. Dit komt doordat het gebogen oppervlak van de bekleding werkt als een lens bij zijdelingse het schrijven van de VBR, resUlting in een UV-veld die varieert in kracht en de richting bij elke kern als de standaard side-writing methode wordt gebruikt. Vandaar dat elke kern een andere transmissie profiel, en de vezel zal geen sterke onderdrukking op een enkele golflengte 8. Een groep aan de Naval Research Laboratory geëxperimenteerd met het modificeren van de distributie en lichtgevoeligheid aders om de effecten van deze variatie 9 annuleren. Het nadeel van een dergelijke benadering is dat de vezel moet worden herontworpen voor elke combinatie van bekleding grootte, kern, aantal kernen en chemische samenstelling. Bovendien, het ontbreken van axiale symmetrie in de resulterende ontwerpen betekent dat de MCF niet effectief kan taps toelopen in een MMF met een ronde kern. Deze paper Gegevens een andere benadering van het probleem: wijzigen van de voorwaarden op de vezel doordat het door een vlak oppervlak passeert in plaats van direct invalt op de gebogen bekleding. Met deze aanpak resulteert in eentechniek die overdraagbaar is aan een verscheidenheid van MCF uitvoeringen en afmetingen, met name de axiaal symmetrische vezels die we willen nemen in fotonische lantaarns. De nodige vlakke oppervlak te creëren, wordt de MCF geplaatst in een UV-transparante capillaire buis die is geslepen en gepolijst aan één zijde een vlakke buitenwand geven. Een kleine opening gelaten worden tussen de vezels en capillaire, omdat deze laatste ± 10 urn variaties in diameter bevatten. Zie Figuur 1 voor een afbeelding. Dit papier wordt de experimentele procedure beschrijven VBR op deze manier schrijven en voorbeelden van de mogelijke verbeteringen. Voor meer informatie zie eerder gepubliceerde simulaties 10 en experimentele resultaten 11. <img alt="Figuur 1" src="/files/ftp_upload/53326/53326fig1.jpg" /> Figuur 1. Diagram van gepolijst capillair zoals in FBG production. De MCF is geplaatst binnen het capillair. De kloof tussen de twee moet klein zijn, maar zorgen voor kleine variaties in diameter. De UV-licht dat door de fase masker is gepasseerd gaat dan het systeem via de platte kant van het capillair. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/53326/53326fig1large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

<table><tbody><tr><td>Multicore fiber</td><td>Fujikura Ltd.</td><td></td><td>7 cores met diameter 5,5&nbsp;&micro;m, kernafstand 35&nbsp;&micro;m, hexagonaal gerangschikt binnen 125 &micro;m omhulsel, NA = 0,177</td></tr><tr><td>Glastaperingsmachine</td><td>Vytran</td><td>GPX-3000</td><td></td></tr><tr><td>UV-laser</td><td>Coherent</td><td>300 FreD Innova</td><td>Frequentie verdubbeld 244&nbsp;nm, minimaal 150 mW uitgang. LET OP: oogschade; draag geschikte veiligheidsbril</td></tr><tr><td>Fasenmasker</td><td>Lasiris</td><td>PM-244-1069.50-50.8</td><td>Aangepaste component, 1069,50 nm roosterperiode, 5,08 mm dikte</td></tr><tr><td>Kapilaire buizen</td><td>Polymicro</td><td>TSP200794</td><td>Binnendiameter 200 &micro;m, buitendiameter 794 &micro;m</td></tr><tr><td>Slijpmachine</td><td>Logitech</td><td>PM5</td><td>Combinatie slijper/polijstmachine</td></tr><tr><td>UV-hardende lijm</td><td>Norland</td><td>NOA-61</td><td>Hardt snel, verwijderbaar met aceton</td></tr><tr><td>Microgrit</td><td>Eminess</td><td></td><td>Al2O3: 25 &micro;m en 5 &micro;m deeltjesgrootte</td></tr><tr><td>Polijstvloeistof</td><td>Eminess</td><td>ULTRA-SOL 500S</td><td>SF-500S-5, ULTRA-SOL 500S N/D, 5 GAL</td></tr><tr><td>Natriumhydroxide</td><td></td><td></td><td>0,004&nbsp;M</td></tr><tr><td>Vezelkleuver</td><td>Vytran</td><td>LDC-400</td><td></td></tr><tr><td>Afleesbare laser</td><td>JDS Uniphase</td><td>SWS15101</td><td></td></tr><tr><td>IR-camera</td><td>Xenics</td><td>XEVA-1429</td><td>320x256 pixel, 16 bit resolutie</td></tr><tr><td>Oven</td><td>Thermoline Scientific</td><td>LDO-030N</td><td>Voor gloeiing bij T = 110&nbsp;&deg;C</td></tr><tr><td>Waterstofgas</td><td>BOC</td><td></td><td>Voor het hydrogeneren van vezel. LET OP: ontvlambaar, onder druk staand gas</td></tr><tr><td>Stikstofgas</td><td>BOC</td><td></td><td>Booster voor hydrogenering. LET OP: onder druk staand gas</td></tr><tr><td>Aceton</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> Scheermesjes </td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

het schrijven van bragg roosters in multicore fibers

Writing Bragg Gratings in Multicore Fibers

Fiber Bragg-gratings in multicore-vezels kunnen worden gebruikt als compacte en robuuste filters in astronomische en andere onderzoeks- en commerciële toepassingen. Sterke onderdrukking op een enkele golflengte vereist dat alle kernen overeenkomstige transmissieprofielen hebben. Deze roosters kunnen niet worden gegraveerd met dezelfde methode als voor enkelkernige vezels omdat het gebogen oppervlak van de mantel als een lens fungeert, waardoor de binnenkomende UV-laserstraal wordt gefocust en variaties in blootstelling tussen kernen veroorzaakt. Daarom gebruiken we een extra optisch element om ervoor te zorgen dat de straalvorm niet verandert tijdens het passeren door de dwarssectie van de multicore-vezel. Dit bestaat uit een glazen capillaire buis die aan één kant vlak is gepolijst, die vervolgens over het te graveren deel van de vezel wordt geplaatst. De laserstraal komt de vezel binnen via het platte oppervlak van de capillaire buis en behoudt daardoor zijn oorspronkelijke afmetingen. Dit artikel demonstreert de verbeteringen in kern-naar-kern uniformiteit voor een 7-kernige vezel met behulp van deze methode. De techniek kan worden gegeneraliseerd naar grotere multicore-vezels.

De effectiviteit van deze techniek wordt het best aangetoond door de meeraderige vezel Bragg roosters (MCFBGs) als gevolg van blootstelling met en zonder de capillair. Figuur 2 toont de transmissie-eigenschappen van een 7-kern MCF belicht onder gebruikmaking van de standaardmethode voor SMF, met individuele kern spectra vertegenwoordigd door verschillende kleuren. Er minimale overlap tussen de onderdrukte golflengtes en kern # 5 zwakker blootstelling resulteert in een on...

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

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

Het algemene doel van deze procedure is om gelijktijdig fiber Bragg-roosters met overeenkomstige kenmerken in elke kern van een multi-core vezel in te schrijven. Deze techniek maakt een efficiënte inschrijving van multi-core fiber Bragg-roosters mogelijk, en het belangrijkste voordeel van deze methode is dat deze kan worden uitgevoerd met dezelfde inschrijvingsapparatuur als voor een single-mode vezel. Over het algemeen zullen personen die nieuw zijn met deze methode moeite hebben, omdat het een reeks vaardigheden vereist om de capillaire buisjes te vervaardigen en te gebruiken.Het idee achter deze methode ontstond uit de poging om het lenzeffect te vermijden dat optreedt wanneer het licht in rechte hoeken de vezel binnendringt. De procedure wordt gedemonstreerd door mijzelf, een PhD-student, en Doctor Seong-sik Min, een research fellow in het laboratorium voor vezel-Bragg-roosters. Ter voorbereiding moeten glazen capillaire buisjes worden getaperd, zoals beschreven in het tekstprotocol.Begin vervolgens met het knippen van de taps toelopende buisjes in ongeveer gelijke lengtes die ten minste twee centimeter langer zijn dan de beoogde roosterlengte, maar klein genoeg om in de polijstapparatuur te passen. Bevestig met een UV-uithardende lijm acht tot tien van de capillairlengtes aan een objectglas en bevestig vervolgens het objectglas aan een glazen puck. Installeer daarna de puck op een mal die compatibel is met de polijstmachine voor vlakken.Trek nu de beschermende kleding aan en vul de polijstmachine met 25 micron aluminiumoxide-slijppoeder in met omgekeerde osmose gezuiverd water. Plaats de puck in de machine en zorg ervoor dat deze absoluut parallel staat aan het slijpvlak. Slijp de capillaire buisjes totdat de dikte van de capillaire wand ongeveer 70 micron is.Gebruik een zeer nauwkeurige micrometer om de verplaatsing van de mal tijdens het slijpen te meten, en daarmee de hoeveelheid verwijderd wandmateriaal te bepalen. Zodra de wanddikte daalt tot 70 microns, stap over op een korrelgrootte van vijf micron en slijp de wand af tot ongeveer 50 microns. Vervang vervolgens het schuurmiddel door een hoogzuivere colloïdaal silica in een alkalische dispersie.Polijst vervolgens het vlakke oppervlak gedurende ten minste drie uur om de optische kwaliteit van het oppervlak te herstellen. Om de capillaire buisjes van de houder te scheiden, moeten ze een nacht in aceton worden geweekt. Onderzoek de volgende dag beide uiteinden van de capillaire buisjes onder een microscoop met een tienvoudige vergroting om de wanddikte te controleren.Een capillaire van goede kwaliteit heeft een gelijkmatig dunne wand over de gehele lengte. Hydrogeniseer de MCF's vóór aanvang om hun fotogevoeligheid te verhogen. Verwijder vervolgens de beschermende coating van de MCF's met een standaard SMF-vezelstripper.Verwijder de coating vanaf de plek waar het rooster zal worden geschreven tot aan het uiteinde van de vezel. Plaats vervolgens het gestripte uiteinde van de vezel in de capillaire buis en schuif de buis over de vezel zodat deze het gebied dat moet worden ingeschreven bedekt. Zet nu een veiligheidsbril op en monteer de vezel voorzichtig op de bewegende tafel waarop het fasemasker is bevestigd.Richt de platte zijde van de capillaire buis naar het fasemasker. Gebruik kleine stukjes folie om het fasemasker te scheiden van de capillair om het masker te beschermen. Zodra het is gepositioneerd, moet de vezel zich binnen het gemaskeerde interferentiepatroon bevinden.Lijn nu een 244 nanometer laser uit zodat de straal loodrecht op het vlakke oppervlak van het fasemasker staat. Controleer voor het schrijven of de vezel ten minste 90 milliwatts laservermogen ontvangt. Gebruik een bundelsplitter om ongeveer één procent van het vermogen af te splitsen en meet dit.Ras nu de vezel. Stel vier centimeter bloot aan het UV-interferentiepatroon door de vezel en het fasemasker samen te bewegen met een snelheid van 0,25 millimeter per minuut ten opzichte van de inkomende straal. Verwijder na voltooiing de capillaire buis van de vezel.Anneal het rooster vervolgens bij 110 °C gedurende 20 uur om de golflengterespons te stabiliseren. Splits met een glasvezenieler beide uiteinden van de vezel. Stel de beoogde vezeldiameter in om een vlak oppervlak te waarborgen.Verlicht vervolgens één uiteinde van de vezel met een instelbare laser met een centrale golflengte die ongeveer overeenkomt met de Bragg-golflengte. Sluit een CCD-camera aan op een pc met besturingssoftware om de output van de vezel weer te geven en op te nemen. Leg de output van de vezel vast met de CCD-camera met behulp van een microscoopobjectief met een 50-voudige vergroting voor de camera om ervoor te zorgen dat alle kernen meerdere CCD-pixels beslaan.Select met behulp van software een cirkelvormig gebied van pixels dat overeenkomt met elke kern. Klik op de centra van de kernen en voer hun diameters in pixels in in het veld voor lengte of diameter. Registreer de pixelwaarden voor de geselecteerde gebieden en tel alle pixels die een bepaalde kern beslaan op om de totale doorlaat bij die golflengte te kwantificeren.Sluit vervolgens de instelbare laser aan op een computer om de gegevensverzameling te automatiseren. Voer in de software in het veld Startgolflengte een golflengte in die vijf nanometer onder de Bragg-golflengte ligt. Stel vervolgens het golflengte-interval in op 0,01 nanometer in het veld Scanstap, en stel de vertraging tussen de stappen in op ten minste 300 milliseconden, zodat de laser bij elke golflengte stabiel is.Voer nu een golflengte in die vijf nanometer boven de Bragg-golflengte ligt in het veld Eindgolflengte. Scan vervolgens drie keer en bepaal de gemiddelde waarde. Klik op de knop Automatische Scan om de laser in te stellen op de gedefinieerde parameters en de scan uit te voeren.Zet het doorgelaten vermogen uit tegen de golflengte voor elke kern om een set spectra te genereren. Vergelijk vervolgens de spectra van alle kernen om te bevestigen of ze dezelfde onderdrukkingskenmerken hebben. Controleer of de centrale golflengte, diepte en bandbreedte van elk rooster overeenkomen.Zonder capillair werden de transmissiekenmerken beoordeeld voor een zevenkernige vezel die op de standaardmanier was blootgesteld. De spectra van de individuele kernen zijn weergegeven in verschillende kleuren. Er was minimale overlap tussen de onderdrukte golflengten.Dezelfde kenmerken werden gemeten met behulp van een identieke vezel in een capillaire buis met een binnendiameter van 140 microns. In deze multi-core vezel overlappen de Bragg-ratings veel beter. De enige verkeerd uitgelijnde kern bevond zich in het centrum van de vezel en had een Bragg-golflengte die 100 picometers korter was dan die van de andere kernen.Indien alleen de buitenste kernen in de berekening worden meegenomen, is een onderdrukking van meer dan 36 decibel mogelijk. Na het bekijken van deze video zou u een goed inzicht hebben in hoe de procedure voor het schrijven van single-mode fiber Bragg-roosters voor multi-core vezels kan worden aangepast. Zodra de capillairen zijn gefabriceerd, kunnen ze worden hergebruikt voor elk nieuw rooster.Volgens deze methode kunnen we capillairen van grotere afmetingen produceren om veel grotere vezels met meerdere kernen te verkrijgen. Dit zal ons helpen begrijpen waarom de binnenste kernen verschillend reageren en stelt ons in staat om dit effect te compenseren of te corrigeren.

writing-bragg-gratings-in-multicore-fibers

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

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.

Fabricage en karakterisering van wanordelijke polymeer optische vezels voor Transversale Anderson lokalisatie van Licht

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 presenteren een protocol voor de toepassing van Brillouin lichtverstrooiingsspectroscopie op elastine en trypsine-gezuiverde type I collageenvezels van de extracellulaire matrix om hun volledige elastische eigenschappen te extraheren.

Bereiding van extracellulaire matrix eiwit vezels voor Brillouin Spectroscopie

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

We demonstreren de transmissie van meerdere onafhankelijke signalen door een multimodevezel met behulp van golffrontvorming met behulp van een enkele ruimtelijke lichtmodulator. Door de golffront voor elk signaal afzonderlijk te moduleren, worden ruimtelijk gescheiden foci verzonden. Mogelijke toepassingen zijn multiplexte gegevensoverdracht in de communicatietechniek en endoscopische lichtlevering in biofotonica.

Transmissie van meerdere signalen door middel van een optische vezel met behulp van Golffront Shaping

Een protocol om een full-range lineaire verplaatsingssensor te creëren, die twee verpakte Fiber Bragg-rooster detectoren met een magnetische weegschaal combineert, wordt gepresenteerd.

Een meting van willekeurige verplaatsing door het combineren van een magnetische schaal en twee Gratingen van vezel Bragg

Dit document presenteert een protocol dat instrumentatie van willekeurige wond elektrische spoelen met vezel Bragg rooster (FBG) thermische sensoren met het oog op gedistribueerde conditie monitoring van interne thermische hot spots mogelijk maakt.

Ontwerp-, instrumentatie- en gebruiksprotocollen voor gedistribueerde in situ thermische hotspots monitoring in elektrische spoelen met behulp van FBG Sensor Multiplexing

De belangrijkste procedures om het afdichtings proces te optimaliseren en de real-time bewaking van de MTGS-structuur (metaal-naar-glas afdichting) te realiseren, worden gedetailleerd beschreven. De embedded Fiber Bragg rooster (FBG) sensor is ontworpen om online monitoring van temperatuur en hoog niveau restspanning in de mtg's met gelijktijdige milieudruk monitoring te bereiken.

Geoptimaliseerd afdichtings proces en real-time bewaking van glas-naar-metaal afdichtings constructies

Dit protocol Details over het implementeren en uitvoeren van multi-Fiber fotometrie opnames, hoe te corrigeren voor calcium-onafhankelijke artefacten, en belangrijke overwegingen voor Dual-Color photometrie beeldvorming.

Multi-Fiber fotometrie om neurale activiteit op te nemen in vrij bewegende dieren

Oxidenanostructuren bieden nieuwe kansen voor wetenschap en technologie. De interfaciale geleidbaarheid tussen LaAlO3 en SrTiO3 kan met nagenoeg atomaire precisie worden geregeld met behulp van een geleider atomic force microscopy techniek. Het protocol voor het creëren en meten van geleidende nanostructuren op LaAlO3/SrTiO3 interfaces wordt gedemonstreerd.

Schrijven en lage temperatuur karakterisering van nanostructuren

Leer hoe je identieke fiber Bragg gratings in elke kern van een multicore vezel inscript met behulp van capillaire buizen. Deze methode minimaliseert lensing-effecten en maakt gebruik van standaard inscriptieapparatuur.

Het schrijven van Bragg Roosters in Multicore Fibers

Meer video's verkennen