Summary
We beschrijven een werkwijze voor
Abstract
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
Introduction
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.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Tapering Setup Fabrication (Zie Gemonteerd Setup in figuur 1)
- Beveilig de gemotoriseerde lineaire fasen op de broodplank (ruwweg gecentreerd), zodat de etappes in contact komen en zal vertalen naar en weg van elkaar
- Bereiden en plaats de vezel mounts
- Bevestig twee optische posten de gemotoriseerde lineaire objectplaat (elk) in de openingen dichtst bij elkaar.
- 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..)
- Bereiden en plaats de input en output koppelingselementen
- Bevestig de lineaire translatie fasen de gemotoriseerde lineaire motoren (een voor de ingang en voor de uitgangszijde) met de adapterplaten.
- 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.
- 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.
- Bereiden en plaats het verwarmingselement (zie figuur 2)
- 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.
- Plaats de cartridge kachels aan tHij juiste gaten van het aluminium blok en zet ze vast met een 8/32 set schroeven.
- Bevestig een keramische post naar de top 8/32 stelschroef voor thermische isolatie.
- 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.
- 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.
- 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.
2. Chalcogenide Fiber Voorbereiding
- 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).
- Verwijder voorzichtig de zachte jas met een KimWipe, een deel niet meer dan 5 cm per keer verwijderen.
- Reinig de kale vezel met isopropanol op een KimWipe.
- 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.
- 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.
- 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.
- Plaats de vezel in de vezel klemmen van de tapering setup. Raak het midden van de vezel (waarbij de vezel wordt verwarmd).
3. In-situ Fiber Tapering Procedure
- 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.
- Plaats een chopper voor de pompbron. (Deze stap is nodig voor AC gekoppeld detectoren).
- 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.
- 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.
- Vertaal de aluminium verwarmer totdat de vezel glijdt door de gleuf en is gecentreerd in het aluminium verwarmer fiber gat.
- 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.
- Een kleine RTD kunnen in het andere gat van het blok verwarming worden geplaatst om de temperatuur te bewaken in het gat. (Optioneel)
- Gebruik de digitale microscoop om image de vezel in het blok verwarming om voor monitoring van de vezels tijdens het afbouwen proces. (Optioneel)
- Bedek de opstelling met een doos (met gaten voor de input en output balken) de luchtstroom verminderen en een stabiele tapering temperatuur.
- 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).
- 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.
- 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).
- 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).
- 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.
- Karakteriseren de SCG door spectrale metingen met de monochromator. Een InAs filter nodig zijn om nauwkeurige meting van het langgolvige deel van het spectrum.
- Verwijder de vezel indien gewenst.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
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 frequentie kam en andere eigenschappen van de SCG kan worden gevonden in 1.
De resulterende taps toelopende vezels taille van de single mode als 2 S 3 vezels (oorspronkelijk 7 micrometer kerndiameter, 160 micrometer bekleding diameter en 0.2 NA) wordt getoond een SEM afbeelding in figuur 4 in. Bij een diameter van ~ 2,3 urn, de conische taille is te klein om waarneembaar oog wanneer in de installatie, maar het kan worden waargenomen door diffractie o fa lichtbron. De taps toelopende taille zal circa zolang de effectieve warmte zone van de verwarmingsblok. Statische tapering genereert een lange, exponentiële overgangsgebied van het cilindervormige vezel tot de taps toelopende vezels taille die de resterende inneemt ~ 16 mm van de treklengte.
Aangezien de vezel taps loopt, de gedetecteerde spectrale meetsignaal lijkt op Figuur 5. Dit signaal moet ongeveer constant blijven tot spectrale verbreding in de vezels begint te ontstaan wanneer de GVD wordt dicht bij optimaal. Het signaal stijgt tot een piek bij een treklengte van ~ 18 mm en snel begint te dalen als de GVD passeert het optimale punt. De 3-dB breedte van de piek in de spectrale meetsignaal is slechts 252 nm en de 10-dB breedte is 572 nm, die toont de gevoeligheid voor de taps toelopende vezeldiameter en benadrukt de noodzaak van in-situ toelopend.
re 1 "fo: content-src =" / files/ftp_upload/50518/50518fig1highres.jpg "fo: content-width =" 5in "src =" / files/ftp_upload/50518/50518fig1.jpg "/>
Figuur 1. In-situ Fiber Tapering Setup. De fs bron pomp wordt gekoppeld in de As 2 S 3 vezel met lens L 1 door het optimaliseren L 1 's lineaire fase positie (afgebeeld in lichtgrijs) en de XY positie van de lens mount (niet getoond in de figuur). De uitgang van de vezel is gekoppeld met de spectrale meetinrichting met L2 geoptimaliseerd door een lineaire fase. De gemotoriseerde fasen (in donkergrijs weergegeven) trekt de vezels uit de buurt van de centrale verwarming en stoppen als de spectrale meetwaarde wordt gemaximaliseerd.
Figuur 2. Aluminium Heater Block. De kachel block ~ 6 mm dik met twee 4 mm gaten (een voor de vezels en een om de temperatuur van de vezel bij benadering volgen). Een kleine spleet gesneden in het blok om voor inbrengen en verwijderen van de vezel. Het blok is 2,54 cm lang, dat is net lang genoeg om de hele verwarmingselement van de verwarmingspatronen passen. Een keramische post (bevestigd met een 8/32 stelschroef) levert thermische isolatie. De RTD sensor wordt in contact gebracht met de blokverwarmer en niveau, verwarmingspatroon de snelste terugkoppeling mogelijk is. De hoogte van het blok-geen belangrijke dimensie zolang er ruimte is voor de verwarmingspatronen, 4 mm gaten voor de vezel en kranen het verwarmingsblok-is ~ 1.75 cm monteren.
Figuur 3. SCG Spectrum. De genormaliseerde spectra van tHij ingang (pomp) en output (SCG) getoond. De bandbreedte van de gegenereerde output ~ 3 keer groter dan de input frequentie units 40 dB onder de piek. De dip in het uitvoerspectrum ongeveer 4,2 urn overeen met 2 CO absorptie in de atmosfeer.
Figuur 4. SEM afbeeldingen van Tapered Al 2 S 3 Fiber. Voorbeelden van de tapse Al 2 S 3 vezels zijn getoond (a) en (b) (opzettelijk afgebroken na tapering voor SEM beeldvorming). (A) SEM-beeld van een Al 2 S in 3 fiber taps tot ongeveer de diameter voor optimale SCG, ~ 2,3 urn. (b) een SEM beeld van een Al 2 S 3 fiber taps toelopende toont de kleinste diameter die met de ingesteldeup, ~ 760 nm.
Figuur 5. Spectrale meting Signal vs Trekken Lengte. De genormaliseerde uitgangsvermogen na de monochromator, ingesteld stationair op 3,9 micrometer, wordt getoond voor een enkele vezel taper experiment. Het uitgangsvermogen begint te drastisch te verhogen na ~ 17 mm te trekken lengte. Het maximale signaal komt bijna 18 mm treklengte, overeenkomend met een vezeldiameter van ~ 2.3 urn. De gemotoriseerde fasen werden kort gestopt na deze piek werd bereikt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
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 vezellengte maximaliseren varieert per experiment, deze berekende waarde slechts een benadering. De alternatieve werkwijze vereist dan glasvezel taps worden gemaakt en getest na elkaar totdat een gewenste tapsheid wordt gevonden. Door te kunnen toezien op de spectrale profiel van de SCG en het gebruiken als criterium voor het stoppen van de tapering-proces, hebben we de uitgang van een enkele vezel taps te bereiken substantiële verbreding in een korte taper geoptimaliseerd. Dit vermindert de kosten en tijd die nodig genera sterkte een bruikbare vezels taper.
De meest voorkomende fout is breuk van de vezels tijdens het afbouwen procedure. Pauzes worden meestal veroorzaakt door verkeerd instellen van de temperatuur van de blokverwarming. Als de temperatuur te laag is, zal de vezel breken als gevolg van hoge spanning. Als de temperatuur te hoog is, kan oppervlaktekristallisatie, 29 die genereert scheuren in het oppervlak van de vezel die gemakkelijk verspreiden onder spanning, een onderbreking in de vezel te produceren. Van de twee, hoe frequenter bezwijkmodus werd oververhitting van de vezel, gewoonlijk niet plaatsen van de RTD sensor in de juiste positie. Een vezel pauze is makkelijk detecteerbaar als de spectrale meetsignaal zal plotseling dalen tot het ruisniveau.
Verdere verbeteringen aan de installatie mogelijk. Bijvoorbeeld, de RTD sensor permanent aan de generieke verwarming zou een meer herhaalbare taps temperatuur, wordt de meestvoorkomende bezwijkmodus. Ook removing vocht uit de tapering setup door het spoelen van de setup met droge N2 kan helpen breuk tijdens afbouwen voorkomen. Verwijderen succesvolle vezel taper is bereikt, maar een reproduceerbare procedure is nog niet ontwikkeld. Coating de As 2 S 3 vezel met een dikke, beschermende, lage index, lage verlies, bekledingsmateriaal kan de mechanische stabiliteit van de vezel te verbeteren en te zorgen voor eenvoudiger hanteren van de taps toelopende vezels. Alternatieve methodes voor spectrum, zoals het gebruik van lange-golflengte doorlaatfilter dat uitzendt op lange-golflengte zijde van de pompbron, de detectie mogelijk te vereenvoudigen. Er zijn verschillende optionele modificaties die in staat het nut van de huidige in-situ taps opstart breiden. De afmetingen van het verwarmingsblok aluminium kan worden gewijzigd volgens de lengte van het tapse gebied te wijzigen. Dynamic afschuinen, die bestaat uit het verplaatsen van het verwarmingselement ten opzichte van de vezel tijdens de tapsheiding (flame borstelen) en / of bewegende fasen met verschillende snelheden kan worden gedaan met in-situ monitoring. Dit zou zorgen voor verschillende taps vezels profielen worden aangemaakt. De totale dispersie ervaren door de pomp bron zou dan afhangen van het profiel gemaakt. Ook vervangen verwarmingselement met een hoge temperatuur verwarming zou toestaan vezels met hogere smeltpunten zijn taps.
Hoewel nog niet aangetoond, kan de in-situ vezel toelopende techniek worden toegepast op andere vezels gebaseerde apparaten die worden geproduceerd via glasvezel taps. Lichte tapse in MOFs kan fijnregelen de dispersie van de vezels voor efficiënte SCG. 10 Via een breedband bron die de doorlaatband van een MOF (misschien een SCG gebaseerde bron), de doorlaatband, dat schalen met afmetingen, grootte van de microstructurering omvat, kan blauw-verschoven met behulp van in-situ vezels toelopend 11 Bovendien., kan een breedband bron onsed aan fiber onderdelen, zoals vezels koppelingen 12 en wdms, 13 gefabriceerd via glasvezel taps tijdens de productie beter aan specificaties karakteriseren. In-situ tapse vezels kan worden aangepast aan de resultaten van de meeste vezels tapering experimenten optimaliseren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Een Verenigde Staten voorlopige octrooiaanvraag is ingediend beschermen van de techniek beschreven in dit artikel.
Acknowledgments
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.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Motorized Linear Stages | Newport | MFA-PPD | Available from other vendors. |
| Motorized Stage Controller | Newport | ESP301 | Available from other vendors. |
| Aluminum Block | Any vendor. | Dimensions will vary depending on desired taper length. | |
| RTD Sensor | Omega | 1PT100GX1510 | |
| Cartridge Heaters | Omega | CSS-01115/120V | |
| Temperature Controller | Omega | CSC32 | |
| Input Coupling Linear Translation Stage | CVI | 07TXS224 | Available from other vendors. |
| Output Coupling Linear Translation Stage | Newport | 422-1S | Available from other vendors. |
| XYZ Linear Translation Stage | Newport | 461 | Available from other vendors. |
| Assorted posts, optics mounts, bases, and forks | Any vendor. | ||
| Optical Breadboard | Thorlabs | MB12 | Available from other vendors. |
| Input Coupling ZnSe Lens | Thorlabs | AL72512-E | Available from other vendors. Input coupling focal length depends on pump source and fiber mode field diameter. |
| Output Coupling ZnSe Lens | Edmund Optics | NT62-961 | Available from other vendors. |
| Box | Any type will do. | Must be large enough to allow stage movement. Needs apertures for input and output coupling of light. | |
| Ceramic Optical Post | Any vendor. | ||
| Digital Microscope | Any vendor. | Optional. | |
| Table Clamps | Thorlabs | CL5 | Available from other vendors. |
| Bare Fiber clamps | Thorlabs | HFF003 | Available from other vendors. |
| Table 1. Tapering Setup Materials. | |||
| As2S3 Optical Fiber | Fiber Optics Research Center of the Russian Academy of Sciences | Available from other vendors, such as CorActive. | |
| Beavertail Cleaver | Fiber Network Tools | S-315 | Available from other vendors. Hand cleaving or polishing fiber tips can also produce high quality fiber tips. |
| KimWipes | Kimberly-Clark Professional | 34120 | Available from other vendors. |
| Acetone, Isopropanol | Any vendor. | ||
| Table 2. Materials for Chalcogenide Fiber Preparation. | |||
| Pyrocam | Ophir Photonics | Pyrocam III Series | Any camera with sensitivity at pump wavelength will work. |
| Monochromator | Photon Technology International | A 100 line/mm grating was used. Any spectral measurement device will work (e.g. longpass filter). | |
| CaF2 Lenses | Thorlabs | LB5922 | Available from other vendors. |
| InAs Filter | Any vendor. | Available from other vendors. | |
| Amplified InSb Detector | Hamamatsu | P4631-03 | Available from other vendors. |
| Computer | Any vendor. | ||
| DAQ | National Instruments | USB X Series | |
| Labview software for motorized stages | National Instruments | Optional. Custom program. | |
| Labview software for collecting detector data | National Instruments | Optional. Custom program. | |
| Assorted posts, optics mounts, bases, and forks | |||
| 1" Gold mirrors | Any vendor. | ||
| Chopper and controller | Any vendor. | SRS Model SR540 | Optional. Depends on detector being used. |
| Table 3. Materials for In-situ Tapering Procedure. | |||
References
- Marandi, A., Rudy, C. W., Plotnichenko, V. G., Dianov, E. M., Vodopyanov, K. L., Byer, R. L. Mid-infrared supercontinuum generation in tapered chalcogenide fiber for producing octave-spanning frequency comb around 3 μm. Optics Express. 20, 24218-24225 (2012).
- Schliesser, A., Picque, N., Hansch, T. W.
- Diddams, S. A., Hollberg, L., Mbele, V. Molecular fingerprinting with the resolved modes of a femtosecond laser frequency comb. Nature. 445, 627-630 (2007).
- Thorpe, M. J., Balslev-Clausen, D., Kirchner, M. S., Ye, J. Cavity-enhanced optical frequency comb spectroscopy: application to human breath analysis. Optics Express. 16, 2387-2397 (2008).
- 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. Phase stable net acceleration of electrons from a two-stage optical accelerator. Physical Review Letters. 11, 101301 (2008).
- Popmintchev, T., Chen, M. C., Arpin, P., Murnane, M. M., Kapteyn, H. C. The attosecond nonlinear optics ofbright coherent X-ray generation. Nature Photonics. 4, 822-832 (2010).
- Dudley, J. M., Taylor, J. R. Supercontinuum generation in optical fibers. , Cambridge University Press. (2010).
- Birks, T. A., Wadsworth, W. J., Russell, P. S. J.
- Leindecker, N., Marandi, A., Byer, R. L., Vodopyanov, K. L. Broadband degenerate OPO for mid-infrared frequency comb generation. Optics Express. 19, 6296-6302 (2011).
- Liao, M., Yan, X., Gao, W., Duan, Z., Qin, G., Suzuki, T., Ohishi, Y. Five-order SRSs and supercontinuum generation from a tapered tellurite microstructured fiber with longitudinally varying dispersion. Optics Express. 19, 15389-15396 (2011).
- Mägi, E. C., Steinvurzel, P., Eggleton, B. J.
- Ozeki, T., Kawasaki, B. S. Optical directional coupler using tapered sections in multimode fibers. Applied Physics Letters. 28, 528-529 (1976).
- Yataki, M. S., Payne, D. N., Varnahm, M. P. All-fibre wavelength filters using concatenated fused-taper couplers. Electronic Letters. 21, 248-249 (1985).
- Chandalia, J. K., Eggleton, B. J., Windeler, R. S., Kosinski, S. G., Liu, X., Xu, C. Adiabatic coupling in tapered air-silica microstructured optical fiber. IEEE Photonics Technology Letters. 13, 52-54 (2001).
- Mora, J., Díez, A., Fonjallaz Andréz, P. Y., Popov, M. Tunable dispersion compensator based on a fiber Bragg grating written in a tapered fiber. IEEE Photonics Technology Letters. 16, 2631-2633 (2004).
- Rusu, M., Herda, R., Kivistö, S., Okhotnikov, O. G. Fiber taper for dispersion management in a mode-locked ytterbium fiber laser. Optics Letters. 31, 2257-2259 (2006).
- Alfanao, R. R., Shapiro, S. L. Emission in the region 4000 to 7000 A via four-photon coupling in glass. Physical Review Letters. 24, 584-587 (1970).
- Eggleton, B. J., Luther-Davies, B., Richardson, K.
- Snopatin, G. E., Shiryaev, V. S., Plotnichenko, V. G., Dianov, E. M., Churbanov, M. F. High-purity chalcogenide glasses for fiber optics. Inorganic Materials. 45, 1439-1460 (2009).
- Harbold, J. M., Ilday, F. O., Wise, F. W., Sanghera, J. S., Nguyen, V. Q., Shaw, L. B., Aggarwal, I. D. Highly nonlinear As-S-Se glasses for all-optical switching. Optics Letters. 27, 119-121 (2002).
- 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. Octave spanning supercontinuum in an As2S3 taper using ultralow pump pulse energy. Optics Letters. 36, 1122-1124 (2011).
- Domachuk, P., Wolchover, N. A., Cronin-Golomb, M., Wang, A., George, A. K., Cordeiro, C. M. B., Knight, J. C., Omenetto, F. G. Over 4000 nm bandwidth of mid-IR supercontinuum generation in sub-centimeter segments ofhighly nonlinear tellurite PCFs. Optics Express. 6, 7161-7168 (2008).
- Hu, J., Menyuk, C. R., Shaw, L. B., Sanghera, J. S., Aggarwal, I. D. Maximizing the bandwidth of supercontinuum generation in As2Se3 chalcogenide fibers. Optics Express. 18, 6722-6739 (2010).
- 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. Strong infrared spectral broadening inlow-loss As-S chalcogenide suspended core microstructured optical fibers. Optics Express. 18, 4547-4556 (2010).
- Marandi, A., Leindecker, N., Byer, R. L., Vodopyanov, K. L. Coherence properties of a broadband femtosecond mid-IR optical parametric oscillator operating at degeneracy. Optics Express. 20, 7255-7262 (2012).
- Dudley, J. M., Coen, S. Coherence properties of supercontinuum spectra generated in photonic crystal and tapered optical fibers. Optics Letters. 27, 1180-1182 (2002).
- Corwin, K. L., Newbury, N. R., Dudley, J. M., Coen, S., Diddams, S. A., Weber, K., Windeler, R. S. Fundamental noise limitations to supercontinuum generation in microstructure fiber. Physical Review Letters. 90, 113904 (2003).
- Birks, T. A., Li, Y. W.
- Churbanov, M. F. High-purity chalcogenide glasses as materials for fiber optics. Journal of Non-Crystalline Solids. 184, 25-29 (1995).
