Pomiary dwójłomności modowej włókien fotonicznych

Abstract

W komunikacie przedstawiono wyniki pomiarów fazowej i grupowej dwójłomności modowej dla dwóch różnych dwójłomnych włókien fotonicznych typu „holey” wyprodukowanych przez firmę BlazePhotonics i UMCS w Lublinie. Pomiary przeprowadzono w szerokim zakresie spektralnym dla modu podstawowego i modu pierwszego rzędu. Dwójłomność we włóknie UMCS wywołana jest mocno eliptycznym kształtem rdzenia, utworzonym przez wprowadzenie potrójnego defektu w strukturze heksagonalnej włókna, a we włóknie BlazePhotonics przez położone w pobliżu rdzenia dwa otwory o średnicy większej od pozostałych otworów płaszcza. Fazową dwójłomność modową zmierzono metodą interferencyjną, która wykorzystuje efekt sprzężenia międzymodowego pod wpływem przyłożonej punktowej siły. Grupowa dwójłomność modowa wyznaczona została przy uży-ciu metody skanowania długości fali. Przeprowadzone pomiary dwójłomności włókien fotonicznych umożliwiają w przyszłości ich zastosowanie w czujnikach światłowodowych do pomiaru ciśnienia hydrostatycznego i temperatury.
Autor: Gabriela STATKIEWICZ

1. WPROWADZENIE

Ze względu na możliwość uzyskania nowych zaskakujących właściwości, światłowody fotoniczne z typu holey (z dziurkowanym płaszczem) [1] stały się obiektem intensywnych badań w ostatnich kilku latach. Dotychczas ukazało się wiele prac poświęconych światłowodom fotonicznym, a w tym włóknom z fotoniczną przerwą wzbronioną [2], włóknom jednomodowym dla każdej długości fali [3] oraz włóknom fotonicznym o dużej dwójłomności [4-8]. W przeważającej części są to jednak prace teoretyczne. Standardowe włókna o wysokiej dwójłomności z eliptycznym rdzeniem lub elementami naprężającymi znalazły liczne zastosowania w optycznych systemach interferometrycznych, czujnikach światłowodowych oraz urządzeniach telekomunikacyjnych [9,10].

Dwójłomność we włóknach fotonicznych z dziurkowanym płaszczem indukować można na bardzo wiele sposobów. Jednym z nich jest wytworzenie włókna z asymetrycznym płaszczem [4], w którym jeden rząd elementarnych komórek ma mniejszy współczynnik wypełnienia od pozostałych komórek płaszcza. Inną możliwością [3] jest wytworzenie rdzenia o kształcie eliptycznym utworzonym z dwóch sąsiednich elementarnych komórek całkowicie wypełnionych szkłem. Dwójłomność indukować również można poprzez eliptyczny kształt otworów w płaszczu [6,7] lub przy pomocy dwóch dziur położonych w pobliżu rdzenia o średnicy większej od pozostałych dziur płaszcza [8].

W komunikacie przedstawiono pomiary właściwości dwójłomnego włókna fotonicznego o nowej konstrukcji, wytworzonego w Laboratorium Technologii Światłowodów, na UMCS w Lublinie oraz włókna fotonicznego wyprodukowanego przez firmę BlazePhotonics, częściowo scharakteryzowanego w pracy [8]. Dwójłomność w pierwszym włóknie indukowana jest mocno eliptycznym kształtem rdzenia, uzyskanym poprzez wprowadzenie potrójnego defektu do struktury heksagonalnej włókna (rys.1a), a we włóknie BlazePhotonics przez położone w pobliżu rdzenia dwa otwory o średnicy więk-szej od pozostałych otworów płaszcza (rys. 1b). Fazową dwójłomność modową zmierzono metodą interferencyjną, która wykorzystuje efekt sprzężenia mię-dzymodowego pod wpływem przyłożonej punktowej siły. Grupowa dwójłomność modowa wyznaczona została przy użyciu metody skanowania długości fali.