Summary
ونحن في تطوير وتميز الألياف البصرية البوليمر المختلين يستخدم مستعرض أندرسون توطين كآلية waveguiding الرواية. هذه الألياف microstructured يمكن نقل شعاع المترجمة صغيرة مع نصف قطرها التي هي مماثلة لدائرة نصف قطرها شعاع من الألياف البصرية التقليدية.
Abstract
ونحن في تطوير وتميز الألياف البصرية البوليمر المختلين يستخدم مستعرض أندرسون توطين كآلية waveguiding الرواية. وتتكون الألياف البوليمر المتقدمة البصرية من 80،000 خيوط من بولي (ميتاكريليت الميثيل) (PMMA) والبوليسترين (PS) أن يتم خلط عشوائيا وتعادل في المقطع العرضي الألياف البصرية مربع مع عرض الجانب من 250 ميكرون. في البداية، كل حبلا هو 200 ميكرون في القطر و 8 بوصات طويلة. أثناء عملية الخلط من فروع الألياف الأصلي، والألياف عبور فوق بعضها البعض، ولكن نسبة كبيرة التعادل يضمن أن ملف التعريف معامل الانكسار ثابتة على طول الألياف لعدة عشرات من السنتيمترات. الفرق معامل الانكسار كبيرة من 0.1 بين النتائج مواقع المختلين في دائرة نصف قطرها صغير شعاع المترجمة التي هي مماثلة لدائرة نصف قطرها شعاع من الألياف البصرية التقليدية. يتم تشغيل ضوء المدخلات من الألياف البصرية القياسية وضع واحد باستخدام طريقة بعقب اقتران ونيايتم تصوير شعاع خرج R-حقل من الألياف المختلين باستخدام الهدف 40X وكاميرا CCD. قطر شعاع الناتج يتفق تماما مع النتائج المتوقعة من عمليات المحاكاة العددية. الألياف البصرية المختلين قدمت في هذا العمل هو أول تنفيذ على مستوى الجهاز من 2D أندرسون التعريب، ويمكن أن تستخدم لأنظمة الاتصالات البصرية لمسافات قصيرة نقل الصورة و.
Introduction
في العمل النظري من قبل PW أندرسون 1، أنه قد تبين أنه في وجود اضطراب في نظام إلكتروني الكم، توقف عملية نشر والدول الإلكترونية المترجمة تطوير. أندرسون التوطين هي ظاهرة الموجة التي يمكن أيضا أن تحدث لموجات كلاسيكية مثل الضوء. منذ التنبؤ النظري من أندرسون التعريب في مجال البصريات 2،3، كانت هناك العديد من الجهود المبذولة لتحقيق هذه الظاهرة تجريبيا مع الموجات الكهرومغناطيسية 4،5. ومع ذلك، فقد كان من الصعب جدا تحقيق توطين قوية لأن المقاطع العرضية نثر البصرية غالبا ما تكون صغيرة جدا وذلك بسبب انخفاض مؤشر الانكسار النقيض من معظم المواد البصرية. في عام 1989، وأظهر دي Raedt وآخرون. 6 أنه من الممكن لمراقبة توطين أندرسون في النظام البصري المختلين شبه ثنائية الأبعاد مع انخفاض التناقضات معامل الانكسار. وأظهر الباحثون أنه إذا كان يقتصر اضطراب في الطائرة عرضية من دعامةagating موجة في وسط ثابتة طوليا، يمكن أن تبقى شعاع محصورة في منطقة صغيرة في الاتجاه العرضي بسبب تشتت عرضية قوية. ولوحظ عرضية أندرسون التعريب الأول في الدليل الموجي ثنائي الأبعاد التي تم إنشاؤها باستخدام أنماط التدخل في بلورة الصور الانكسار 7. السيليكا تنصهر هي الوسيلة الأخرى التي استخدمت لمراقبة عرضية أندرسون توطين 8،9، حيث تتم كتابة الدليل الموجي المختلين باستخدام نبضات الفيمتو ثانية على طول العينة. الفرق معامل الانكسار من المواقع المختلين في الأنظمة المذكورة أعلاه هي على ترتيب 10 -4، وبالتالي فإن دائرة نصف قطرها التعريب هو كبير جدا. بالإضافة إلى ذلك، الدليل الموجي النموذجية هي عادة ليست أطول من عدة سنتيمترات، وبالتالي، فإنها قد لا تكون عملية لتطبيقات الموجهة الموجة. و نشير إلى أن مراقبة عرضية أندرسون التعريب في الدليل الموجي المختلين ذات بعد واحد وأفيد في وقت سابق ردF 10.
الألياف البصرية المتقدمة هنا لديها العديد من المزايا على انجازاتهم السابقة من عرضية أندرسون توطين للتطبيقات الموجهة موجة 11،12. أولا، الفرق الانكسار كبيرة من 0.1 بين المواقع اضطراب في نتائج الألياف في شعاع المترجمة صغيرة مماثلة لدائرة نصف قطرها شعاع للألياف الضوئية العادية. ثانيا، يمكن إجراء المختلين الألياف البصرية البوليمر أطول بكثير من الدليل الموجي المختلين مكتوب خارجيا إلى بلورات السيليكا تنصهر أو photorefractive. كنا قادرين على مراقبة عرضية أندرسون التعريب في الألياف بطول 60 سم 11. الثالث، والمختلين الألياف البصرية البوليمر مرنة، مما يجعل من عملية لتطبيقات حقيقية على مستوى الجهاز العالم التي تعتمد على نقل موجات الضوء في الألياف 13.
من أجل افتعال الألياف البصرية المختلين، كانت 40،000 خيوط البولى ميثيل ميثا أكريلات و40،000 خيوط PS مختلطة عشوائيا، حيث كل شارعوكان 8 بوصة طويلة و 250 ميكرون في القطر. تم تجميع خيوط مختلطة عشوائيا في مربع المقطع العرضي التشكيل مع الجانبية وعرضها حوالي 2.5 بوصة. ثم تم رسمها التشكيل إلى الألياف البصرية مربع مع عرض الجانب من حوالي 250 ميكرون (الشكل 1). من أجل خلط عشوائيا فروع الألياف الأصلي، ونحن انتشار طبقة من خيوط الألياف PMMA على جدول كبير، إضافة طبقة من خيوط الألياف PS، ثم يخلط عشوائيا بين بعضهم البعض. ويتكرر هذا الإجراء عدة مرات حتى تم الحصول على خليط عشوائي جيدة.
استخدمنا المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) لصورة الملف الشخصي معامل الانكسار للألياف البصرية البوليمر المختلين. تقنيات الشق العادية مثل استخدام شفرة حادة ساخنة لا يمكن أن تستخدم لإعداد العينات من الألياف للتصوير SEM من نهاية الألياف لرسم صورتها معامل الانكسار، وذلك بسبب الأضرار النصل مورفولوجية نهاية الألياف. تلميع الألياف له تأثير ضار مماثلة على الجودة (ه) من نهاية الألياف. من أجل إعداد عينات عالية الجودة للتصوير SEM، ونحن المغمورة كل الألياف في النيتروجين السائل لعدة دقائق ثم كسر الألياف، وإذا كان القيام به على ما يكفي من عينات الألياف، نتائج هذه الطريقة في بضع قطع من الألياف الجيدة (حوالي نجاح 15٪ معدل) مع نهاية السطوح ذات الجودة العالية جدا وسلس للتصوير SEM. ثم استخدمنا 70٪ ايثيل الكحول الحل عند 60 درجة مئوية لمدة حوالي 3 دقائق لإذابة مواقع PMMA على نهاية الألياف، ويمكن التعرض لفترة أطول تتفكك نهاية الألياف بأكمله. نحن ثم المغلفة العينات مع الاتحاد الافريقي / المشتريات ووضعتها في غرفة SEM. والتكبير في SEM صورة من الألياف البصرية البوليمر المختلين هو مبين في الشكل 2. مواقع الرمادي الفاتح هي PS والمواقع المظلمة هي PMMA. عرض إجمالية للصورة هو 24 ميكرون حيث أصغر ميزات الأحجام في هذه الصورة هي ~ 0.9 ميكرون، المقابلة لأحجام موقع الفرد من فروع الألياف، بعد عملية القرعة.
من أجل شخصيتريزي خصائص الدليل الموجي من الألياف البصرية المختلين، استخدمنا الليزر هو-NE في الطول الموجي 633 نانومتر. ويقترن هو-NE الليزر لوضع واحد من الألياف البصرية SMF630hp التي يبلغ قطرها مجال وضع من حوالي 4 ميكرون، والتي يتم بعد ذلك بعقب بالإضافة إلى الألياف البصرية البوليمر المختلين باستخدام مرحلة عالية الدقة الآلية. ثم يتم تصويرها الإخراج على كاميرا CCD شعاع التعريف باستخدام الهدف 40X.
في المجموعة الأولى من التجارب، اخترنا 20 عينات مختلفة من الألياف المختلين، كل 5 سم طويلة؛ تم اختيار طول 5 سم لتتناسب مع طول الانتشار في المحاكاة العددية لدينا. عمليات المحاكاة العددية للألياف المختلين عموما تستغرق وقتا طويلا جدا، حتى على كتلة الحوسبة عالية الأداء مع 1،100 العناصر. كامل عرضية أندرسون توطين لطول الموجة من 633 نانومتر يحدث إلا بعد حوالي 2.5 سم من انتشار 11،12، وبالتالي، قررنا أن طول 5 سم ويكفي لأغراضنا. بسبب جواربطبيعة hastic من توطين أندرسون، نحن في حاجة لتكرار التجربتين والمحاكاة ل100 انجازاتهم، من أجل جمع إحصاءات كافية لمقارنة القيم التجريبية والعددية للمتوسط قطرها شعاع. في الممارسة العملية، ويتم الحصول على 100 القياسات المختلفة من خلال اتخاذ خمسة قياسات تفصل مكانيا على كل من 20 مختلفة عينات الألياف المختلين.
فمن الصعب إلى حد ما لإعداد ألياف البوليمر المختلين البصرية للقياسات، مقارنة مع ألياف الزجاج البصري. على سبيل المثال، لا يمكن للمرء استخدام الانفطار المتقدمة وتلميع الأدوات والتقنيات التي يتم متطورة لمعيار الألياف القائم على السيليكا. تم الإبلاغ عن إجراء المكرر لالشق وتلميع الألياف البصرية البوليمر بواسطة عبدي وآخرون 14؛. كنا أساليبها مع بعض التعديلات الطفيفة لإعداد عينات من الألياف لدينا. من أجل يلتصق على المختلين الألياف البصرية بوليمر، يتم تسخين منحني شفرة X-الأمازون إلى 65 درجة؛ C، والألياف إلى 37 ° C. يتم محاذاة غيض من الألياف على سطح القطع بحيث نظيفة، وقطع عمودي ويمكن إجراء. يتم وضع شفرة على الجانب من الألياف، وسرعان ما توالت عبر. وينبغي أن يتم عملية الانفطار كامل في أسرع وقت ممكن لضمان أن تكون درجات الحرارة من شفرة، والألياف لا تتغير كثيرا. بعد الشق الألياف وفحصه تحت المجهر الضوئي، ومصقول نهاية الألياف باستخدام أوراق اللف الألياف القياسية (0.3 ميكرومتر Thorlabs LFG03P الألومنيوم ورقة تلميع أكسيد) لضمان أن تتم إزالة أي عيوب طفيفة. لتلميع نهاية الألياف، ومن عقد في زوج من ملاقط مع ملاقط عقد الألياف حوالي 1.5 ملم بعيدا عن الوجه نهاية يجري مصقول. ويوجه الألياف أكثر من ورقة في بوصة واحدة طويلة الشكل-8 على شكل مسارات، ما يقرب من ثماني مرات. تلميع نتائج الألياف في حواف أكثر نعومة وتفتيشها تحت المجهر الضوئي. وعلاوة على ذلك، وتلميع يسهل اقتران مناسب في أقصر المحلىبقعة lized في الألياف، والذي بدوره يقلل من التوهين سواء في اقتران وأيضا في المسافة الانتشار الأولي قبل أن يتم تشكيل بقعة المترجمة.
استخدمنا كاميرا CCD شعاع التعريف إلى صورة كثافة شعاع الإخراج. تم القبض على الملف الشخصي شدة المجال القريب باستخدام الهدف 40X. من أجل العثور على حدود الألياف، ونحن مشبعة CCD من خلال زيادة الطاقة من ضوء واردة من الألياف SMF630hp. بعد الكشف عن البيانات الشخصية شدة شعاع المترجمة فيما يتعلق حدود، وضعنا CCD شعاع التعريف إلى الخيار التلقائي التعرض. استخدمنا صورة الملف الشخصي شدة وذلك لحساب نصف قطر شعاع فعالة. من أجل إزالة تأثير الضوضاء المحيطة، ونحن لدينا إجراء معايرة معالجة الصور لضمان أن نحصل على شعاع قطره المتوقعة من الألياف SMF630hp. متوسط القيمة المقاسة من دائرة نصف قطرها شعاع والاختلافات حول قيمة متوسط توافق بشكل جيد مع numeالمحاكاة RICAL، كما هو موضح في المرجع 11. الملف الشخصى شعاع خرج في الألياف البوليمر يلي بوضوح تغييرا في الموقف من شعاع الحادث كما هو موضح في الحكام. 11،12،13.
وقدمت دراسة شاملة لتأثير المعلمات تصميم مثل الأحجام موقع اضطراب والطول الموجي الحادث على نصف قطر شعاع من شعاع المترجمة في الحكام. 12،15.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. افتعال المختلين البوليمر الألياف البصرية
- انتشر نحو 200 من فروع PMMA على طاولة ونشر نفس العدد من خيوط PS على رأس PMMA. خلط وأعد حزم فروع. كرر هذا الإجراء حتى يتم خلط 40،000 خيوط البولى ميثيل ميثا أكريلات عشوائيا مع 40،000 خيوط PS.
- تجميع خيوط مختلطة عشوائيا في التشكيل مربع مع عرض الجانب من حوالي 2.5 بوصة.
- رسم التشكيل إلى الألياف الضوئية التي يبلغ قطرها 250 ميكرون. ويوجه التشكيل في البصريات بارادايم للإعلام باستخدام الإجراء على مستوى 16.
2. التصوير الشخصي معامل الانكسار للألياف المختلين
- استخدام SEM مثل توبكون ABT لصورة الملف الشخصي معامل الانكسار للألياف البصرية الناتجة.
- غمر عينات البوليمر الألياف البصرية في النيتروجين السائل لمدة 10 دقيقة ثم كسر في نصف.
- غمر نصائح مكسورة من العينات في الكحول الإيثيلي. كهEP درجة حرارة المحلول عند حوالي 65 درجة مئوية. ترك العينات في محلول لحوالي 3 دقائق، حتى يذوب الكحول الإيثيلي المواقع PMMA في الألياف.
- معطف كل عينة مع طبقة 10 نانومتر سميكة من الاتحاد الافريقي / المشتريات ووضع العينة في غرفة من SEM.
3. إعداد عينات الألياف لتوصيف بصري
- إعداد 5 سم عينات الألياف طويلة.
- تسخين شفرة منحنية إلى 65 ° C، والألياف إلى 37 ° C. باستخدام درجات حرارة حق يمنع تشوه من غيض من الألياف التي يمكن أن تحدث في عملية الشق.
- محاذاة غيض من الألياف على سطح القطع، بحيث نظيفة، عمودي قطع يمكن تقديمها. ضع شفرة على الجانب من الألياف، ثم لفة بسرعة عبر.
- تفقد غيض من الألياف باستخدام المجهر الضوئي للتأكد من المشقوق غيض من الألياف عمودي على الجانبين الألياف. الحفاظ على شفرة حلاقة في الزاوية اليمنى في عملية الشق لمنع إمالة من اله الإكراميات.
- استخدام ورقة تلميع مثل Thorlabs LFG03P الألومنيوم ورقة تلميع أكسيد (0.3 ميكرومتر) لتلميع عينات من الألياف. لتلميع نهاية الألياف، لأنه عقد في زوج من ملاقط، مع ملاقط التي تجتاح الألياف حوالي 1.5 ملم بعيدا عن الوجه يجري مصقول. رسم الألياف أكثر من ورقة في بوصة واحدة طويلة الشكل-8 على شكل مسارات، ما يقرب من ثماني مرات. مسارات الشكل-8 على شكل ضمان غيض كله هو مصقول.
4. قياس الشخصي شعاع من شعاع التكاثر في عينات الألياف
- زوجان الليزر هو-NE إلى الألياف SMF630hp باستخدام الهدف 20X واثنين من المرايا المسطحة. وضع مرايا مسطحة على مراحل مع اثنين من درجات الحرية. وضع الهدف على خشبة المسرح مع ثلاث درجات من الحرية. في البداية حفاظ على الألياف SMF مسافة 8 ملم بعيدا عن الحافة الهدف. باستخدام المقابض على أصحاب المرآة وصاحب الهدف، تضيء ضوء الليزر إلى غيض من الألياف. ربط الجانب الآخر من SMF إلى السلطة متر. السلطة زوجين في مفصل باستخدام المقابض على أصحاب مرآة وكذلك المقابض مستعرضة على حامل الهدف. كفاءة اقتران يمكن زيادة كبيرة باستخدام مقبض تحديد المواقع طولية على حامل الهدف. A السلطة إلى جانب من 1 ميغاواط ما يكفي للقياسات.
- زوجين من الألياف SMF630hp إلى الألياف البصرية البوليمر باستخدام Thorlabs MAX343 آلية المرحلة. المرحلة بمحركات يمكن نقلها في الاتجاهات الثلاثة الديكارتية. باستخدام مستعرض درجة من الحريات، زوجين من الألياف SMF إلى وسط غيض من الألياف البوليمر. باستخدام النزوح الطولي للمرحلة، وضع الألياف SMF قدر الإمكان إلى الألياف البوليمر. A أصغر الهواء الفجوة بين SMF والبوليمر الألياف يقلل من التوسع في شعاع. وضع الإعداد بالكامل على مرحلة الآلية الثانية التي تتحرك في الاتجاه الطولي. يتم استخدام مرحلة الآلية الثانية للتصوير كما سيتم وصفها في 4.4.
- باستخدام م البصريةicroscope ومرآة قائم الزاوية، ورصد موقف مفصل والبوليمر الألياف للتأكد من أن SMF يقترن في وسط الألياف البوليمر، وذلك للفجوة الهواء بين الألياف اثنين صغيرة قدر الإمكان. A الخيمة الصغيرة في الطرف الألياف البوليمر أو تشوهات في الطرف الألياف البوليمر بسبب الشق أو تلميع العمليات يمكن أن تحد من الحد الأدنى الهواء الفجوة بين SMF والألياف البوليمر. وجود فجوة صغيرة بين الألياف هو مطلوب وذلك لأن الألياف SMF ينبغي أن تكون قادرة على التحرك في غيض من الألياف البوليمر. وضع SMF في وسط الألياف البوليمر فقط لجعل عملية اقتران أسهل. أثناء التجربة، اكتساح بشكل مستعرض شعاع الحادث الذي يخرج من SMF عبر غيض من الألياف البوليمر لمراقبة توطين في مناطق مختلفة من الألياف البوليمر.
- استخدام كاميرا CCD شعاع التعريف لقياس الناتج من الألياف باستخدام الهدف 40X. أولا، تشبع كاميرا CCD لمراقبة الحدود من الألياف البوليمر.باستخدام المقابض على حامل الهدف، تأكد من أن حدود الألياف البوليمر يمكن ملاحظتها على CCD.
- استخدام مرحلة الآلية التي تتحرك الإعداد كله (موضح في 4.2) طوليا، تأكد من يتم تركيز الصورة على اتفاقية مكافحة التصحر عن طريق تحريك الإعداد أو بعيدا نحو الهدف 40X بينما يتم إصلاح CCD وموضوعية. كمقياس للتركيز، وينبغي أن ملف تعريف المصورة على CCD يكون الحد الأدنى لحجم في التركيز. لا ينبغي أن يكون صورة مركزة من شعاع لف بصريا.
- تحريك شعاع الحادث في الطرف المدخلات وقياس كثافة شعاع خرج لشغل وظائف مختلفة شعاع الحادث. جمع البيانات لمدة 5 مواقع مختلفة من شعاع الحادث. تنفيذ قياسات لمدة 20 عينات الألياف وجمع ما مجموعه 100 قياسات مختلفة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
يتم عرض صورة SEM من الألياف مصقول في الشكل 1. صورة SEM في الشكل 1 يبين أنه بالنسبة لمعظم مناطق غيض من الألياف، ونوعية البولندية جيدة. صورة SEM من العينات الألياف مع غاياتهم الذائبة في الكحول الإيثيلي حل، الشكل 2، ويبين مواقع PMMA في مواقع مظلمة وPS في الألوان الرمادية. وأسرع صورة SEM في الشكل 2 في على عرض ميكرون 24 من الألياف. لSEM التصوير، والمغلفة العينات الألياف بطبقة سميكة 10 نانومتر من الاتحاد الافريقي / المشتريات.
يظهر الإعداد القياس المستخدمة في هذه التجربة في الشكل 3. يظهر كثافة شعاع الناتج يقاس CCD شعاع التعريف في عينة من سم طول 5 في الشكل 4. الملف الشخصى كثافة تبين أن شعاع يكون موضعيا في الاتجاه العرضي للألياف المختلين. من أجل صورة الملف الشخصي شدة، خيار تصحيح الضوضاء المحيطة من CCD ج اميرة ينبغي أن يكون على. ومع ذلك، فإن هذا الخيار قد لا يكون فعالا تماما. من أجل حساب مجموع مستوى الضوضاء في الصورة ملف كثافة، ونحن تصويرها أيضا تم حساب الشخصي كثافة الألياف SMF630hp وقطر الميدان واسطة. لمستوى الضوضاء المختار، يتم مطابقة القياس التجريبي لوضع قطر الحقل مع بيانات الشركة المصنعة عنها. يحتاج إلى نفس القيمة من مستوى الضوضاء لاستخدامها لتفسير الشكل 4. يتم قياس كثافة مائة ملامح مختلفة من الحزمة المترجمة عن طريق تحريك الألياف SMF630hp المدخلات في مواقف مستعرضة في اقتران مع الألياف البوليمر لمدة 20 عينات مختلفة وبلغ متوسط مائة قياسات لمحات شعاع لإظهار أندرسون توطين عرضية في المختلين الألياف البصرية كما وردت في المرجع 11.
ighres.jpg "SRC =" / files/ftp_upload/50679/50679fig1.jpg "/>
الشكل 1. مصقول الألياف الوجه. صورة SEM من طرف الألياف مصقول. نوعية الأظافر هو جيد بالنسبة لمعظم مناطق غيض من الألياف.
الشكل 2. الملف الشخصي معامل الانكسار. ملف تعريف معامل الانكسار للألياف البوليمر المختلين. مواقع PMMA هي في قتامة لون ومواقع PS هي رمادي فاتح. عرض للصورة هو 24 ميكرون.
الشكل (3). الإعداد التجريبية. الإعداد التجريبية للقياسات. CCD كاميرا (A) والهدف
الشكل 4. الملف كثافة. الملف الشخصي شدة شعاع نشر بعد 5 سم من الانتشار. عرض للصورة هو 250 ميكرون.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
في عملية السحب الألياف، لا يبقى الملف الشخصى معامل الانكسار المستمر لاكثر من متر، وذلك بسبب الصليب المبالغ من فروع الألياف الأصلي وأيضا بسبب الاختلافات في قطر الألياف في عملية السحب. ونحن نتوقع أن عملية السحب أكثر استقرارا سيساعد على افتعال من الألياف البصرية التي هي ثابتة على مدى أطوال الألياف أطول مقارنة مع تلك الواردة هنا.
في إعداد عينة لSEM التصوير من غيض من الألياف، ونحن بحاجة للتأكد من أن عينة يبقى في 70٪ ه thyl حل الكحول لفترة طويلة بما فيه الكفاية (~ 3 دقائق) ويبقى في درجة الحرارة الصحيحة (65 ° C) . إذا يبقى عينة في البريد thyl حل الكحول أطول بكثير من الحد الأدنى المطلوب لحفر 3 بعيدا الطبقة العليا من البولى ميثيل ميثا أكريلات، يمكن للطرف الألياف تتفكك.
في بعقب اقتران الألياف SMF630hp إلى الألياف البوليمر، فمن المهم أن الألياف الحادث هو أقرب ما يمكن إلى الألياف البوليمر لتجنب التوسع إنحرافي كبير من الحزم قبل أن تصل إلى الألياف المختلين. ونحن بحاجة أيضا إلى استخدام السائل مؤشر مطابقة للحد من تناثر الضوء في اقتران.
ينبغي أن نلاحظ أن تحريك حقل الحادث عبر الوجه نهاية الألياف المختلين يغير موقف شعاع المترجمة في الانتاج. في مناطق مختلفة من الألياف البوليمر، نلاحظ اختلافات في دائرة نصف قطرها شعاع المترجمة، كما هو متوقع من طبيعة الإحصائية لتوطين أندرسون. ويمكن أيضا أن يعزى بعض من هذا الاختلاف في نوعية البولندية من نهاية الألياف. كصورة SEM من يظهر الألياف مصقول، نوعية البولندية ليست هي نفسها في جميع المناطق من نهاية الألياف. وبسبب هذا القيد، كنا أصغر بقعة المترجمة التي يمكن أن نجد في جميع أنحاء نهاية الألياف لكل تجربة وثم نفذت القياسات المتبقية في حي من أفضل بقعة المترجمة.
ontent "> إزالة الضوضاء المحيطة أمر بالغ الأهمية لحساب نصف قطر شعاع من شعاع المترجمة. إذا لم تتم إزالة، يمكن أن الضوضاء المحيطة يؤدي إلى خطأ في حساب نصف قطر شعاع من شعاع الصور CCD التعريف. نحن معايرة تحليلنا لل ضمان أن نحصل على القيمة الصحيحة من قطر شعاع من حوالي 4 ميكرون للألياف SMF630hp عند طول موجي 633 نانومتر.النمذجة العددية للتوطين في ضوء ألياف البوليمرات المختلين في المرجع 11،12 للمواد ضياع يدل على أن موجة يمكن أن تقتصر تماما في الاتجاهات عرضية من الألياف دون أي تخفيف في السلطة. من ناحية أخرى، فإن امتصاص المواد في ألياف لدينا هو كبير وتخفيف الألياف هو على مستوى 0،5-1،0 ديسيبل / سم. ونحن نتوقع أن تكون الخسائر أقل بكثير في الألياف المختلين القائم على السيليكا.
في المستقبل، ونحن نتوقع تحسين خصائص فقدان الألياف المختلين من خلال تحسين تلفيق العلاقات العامةocedure (على سبيل المثال عملية السحب أكثر استقرارا) وأيضا باستخدام مكونات أقل خسارة. وسوف يتألف من الألياف البصرية مثالية المختلين من الزجاج مع عشوائي الهواء ثقوب في نسبة 50٪. كما أظهرنا في المرجع 12، ونحن نتوقع أن الفرق أكبر في الفهارس الانكسار لمادتي النتائج إلى انخفاض الاختلافات في دائرة نصف قطرها شعاع المترجمة. قدمنا مؤخرا النتائج الأولى لدينا في الألياف البصرية الزجاجية مع مواقع الهواء حفرة المختلين في المرجع 17 وتوقع التقدم في المستقبل في الألياف المختلين القائم على الزجاج.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
يعلن الكتاب أنه ليس لديهم مصالح مالية المتنافسة.
Acknowledgments
ويدعم هذا البحث من قبل منحة رقم 1029547 من المؤسسة الوطنية للعلوم. فإن الكتاب أود أن أنوه DJ يلكر من بارادايم للبصريات وشركة لتوفير شرائح الألياف الأولي وإعادة رسم من الألياف البصرية النهائية. الكتاب أيضا أن نعترف ستيفن هاردكاسل وهيذر A. أوين لSEM التصوير.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| poly (methyl methacrylate) (PMMA) | |||
| polystyrene (PS) | |||
| 70% ethyl alcohol solution at 65 °C |
References
- Anderson, P. W.
- John, S. Strong localization of photons in certain disordered dielectric super lattices. Phys. Rev. Lett. 58, 2486-2489 (1987).
- Anderson, P. W. The question of classical localization: a theory of white paint? Phil. Mag. B. 52, 505-509 (1985).
- Wiersma, D. S., Bartolini, P., Lagendijk, A., Righini, R. Localization of light in a disordered medium. Nature. 390, 671-673 (1997).
- Dalichaouch, R., Armstrong, J. P., Schultz, S., Platzman, P. M., McCall, S. L. Microwave localization by two-dimensional random scattering. Nature. 354, 53-55 (1991).
- Lagendijk, A. D., de Vries, P.
- Schwartz, T., Bartal, G., Fishman, S., Segev, M. Transport and Anderson localization in disordered two dimensional photonic lattices. Nature. 446, 52-55 (2007).
- Szameit, A., Kartashov, Y. V., Zeil, P., Dreisow, F., Heinrich, M., Keil, R., Nolte, S., Tunnermann, A., Vysloukh, V. A., Torner, L. Wave localization at the boundary of disordered photonic lattices. Opt. Lett. 35, 1172-1174 (2010).
- Martin, L., Giuseppe, G. D., Perez-Leij, A. a, Keil, R., Dreisow, F., Heinrich, M., Nolte, S., Szameit, A., Abouraddy, A. F., Christodoulides, D. N., Saleh, B. E. A. Anderson localization in optical waveguide arrays with off-diagonal coupling disorder. Opt. Express. 19, 13636-13646 (2011).
- Lahini, Y., Avidan, A., Pozzi, F., Sorel, M., Morandotti, R., Christodoulides, D. N., Silberberg, Y. Anderson localization and nonlinearity in one-dimensional disordered photonic lattices. Phys. Rev. Lett. 100, 013906 (2008).
- Karbasi, S., Mirr, C. R., Yarandi, P. G., Frazier, R. J., Koch, K. W., Mafi, A. Observation of transverse Anderson localization in an optical fiber. Opt. Lett. 37, 2304-2306 (2012).
- Karbasi, S., Mirr, C. R., Frazier, R. J., Yarandi, P. G., Koch, K. W., Mafi, A. Detailed investigation of the impact of the fiber design parameters on the transverse Anderson localization of light in disordered optical fibers. Opt. Express. 20, 18692-18706 (2012).
- Karbasi, S., Koch, K. W., Mafi, A. Multiple-beam propagation in an Anderson localized optical fiber. Opt. Express. 21, (2013).
- Abdi, O., Wong, K. C., Hassan, T., Peters, K. J., Kowalsky, M. J. Cleaving of solid single mode polymer optical fiber for strain sensor applications. Opt. Commun. 282, 856-861 (2009).
- Karbasi, S., Koch, K. W., Mafi, A. A modal perspective on the transverse Anderson localization of light in disordered optical lattices. arXiv. 1301.2385v1, (2013).
- Paradigm Optics [Internet]. , Paradigm Optics, Incorporated. Available from: http://www.paradigmoptics.com/ (c2000-2012).
- Karbasi, S., Hawkins, T., Ballato, J., Koch, K. W., Mafi, A. Transverse Anderson localization in a disordered glass optical fiber. Opt. Mater. Express. 2, 1496-1503 (2012).
