Одноимпульсная и многоимпульсная запись волоконных брэгговских решеток

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 26Следующая ⇒

Хотя современные методы записи ВБР при длительной экспозиции позволяют создавать дифракционные структуры с практически любыми параметрами, многоимпульсное индуцирование решеток не позволяет создавать массивы ВБР в процессе вытяжки ОВ, где используется одноимпульсная запись.

Примеры одноимпульсного и многоимпульсного индуцирования ВБР продемонстрируем на схемах записи решеток методом фазовой маски (рис. 2.5) и интерферометрическим методом (рис. 2.6).

Волокно

Цилиндрическая

Аттенюатор

линза

Щель

Эксимерный

лазер

ФМ

Магнитный

держатель

Рис. 2.5. Схема записи ВБР методом ФМ

Эксимерный лазер (рис. 2.5) Coherent Compex 102 (газовая смесь KrF) генерирует 20 нс импульсы на длине волны 248 нм с частотой 1 Гц. Аттенюатор со встроенным затвором позволяет выделить одиночный импульс из их последовательности, когда лазер уже выведен в стационарный

режим работы. Цилиндрическая линза фокусирует лазерный пучок по одной из осей для достижения требуемой плотности энергии. Щель позволяет менять размер облучаемой области волокна, тем самым, позволяя варьировать длину ВБР, а, следовательно, и ее спектральные характеристики.

В схеме на рисунке 2.6 используется интерферометр Тальбота и эксимерный лазер Coherent Compex 150 T (у данной лазерной системы по сравнению с Compex 102 улучшены характеристики лазерного пучка, стабильность энергии от импульса к импульсу, также увеличены длины пространственной и временной когерентности [9]).

Волокно

Цилиндрическая

Зеркало

Аттенюатор

линза

Щель

Эксимерный

Экран «0»

лазер

порядка

ФМ

Зеркало

Магнитный

держатель

Рис. 2.6. Схема записи ВБР интерферометрическим методом

Для записи решеток Брэгга применялось двулучепреломляющее ОВ с эллиптической напрягающей оболочкой, полученное по технологии [10, 11]. Конструкция двулучепреломляющего ОВ с эллиптической напрягающей оболочкой представлена на рисунке 2.7.

Рис. 2.7. Конструкция двулучепреломляющего ОВ с эллиптической напрягающей оболочкой

Для повышения фоторефрактивности волокна концентрация GeO₂ в его сердцевине была увеличена до 12, 16 и 18 мол. % для различных образцов анизотропных волокон. Метод легирования заготовок для вытяжки оптического волокна диоксидом германия (GeO₂) является наиболее простым, эффективным и дающим неизменяемый во времени коэффициент приращения фоточувствительности. Кроме того, увеличение фоторефрактивности на стадии формирования заготовок в перспективе позволяет осуществлять запись массивов ВБР в процессе вытяжки оптического волокна. К недостаткам выбранного метода относится увеличение линейных оптических потерь световода. Например, для используемого в работе двулучепреломляющего ОВ с напрягающей эллиптической оболочкой с содержанием GeO₂ 16 мол. % потери составляют около 18 дБ/км на длине волны 1550 нм. Притом, что потери в двулучепреломляющем ОВ с эллиптической напрягающей оболочкой с содержанием GeO₂ 4 мол. %, изготовленном по той же технологии [10, 11], не превышают 1 дБ/км на длине волны 1550 нм.

На рисунке 2.8 представлен спектр отражения ВБР типа I, записанной одиночным импульсом KrF эксимерного лазера методом фазовой маски (рис. 2.5). Решетка записана в двулучепреломляющем ОВ с эллиптической напрягающей оболочкой с содержанием GeO₂ 18 мол. %. Коэффициент отражения составляет ~ 2%, ширина пика отражения на полувысоте составляет около 0,1 нм. Представленная ВБР была записана при плотности энергии 20 нс импульса эксимерного лазера на волокне ~ 400 мДж/см².

Наличие двух пиков отражения на рис. 2.8 обусловлено тем, что решетка индуцирована в двулучепреломляющее ОВ. Так как эффективный ПП для каждой из выделенных осей анизотропного волокна различный, то и длина волны брэгговского резонанса будет отличаться для света распространяющегося по быстрой и медленной оси двулучепреломляющего световода.

Рис. 2.8. Спектр отражения ВБР типа I, записанной одиночным импульсом

На рисунке 2.9 представлен спектр отражения ВБР типа I, записанной при длительной экспозиции интерферометрическим методом (рис. 2.6) KrF эксимерным лазером. Решетка записана в двулучепреломляющее ОВ с эллиптической напрягающей оболочкой с содержанием GeO₂ 12 мол. %. Время экспозиции – 1 час. Коэффициент отражения составляет ~ 42%, ширина пика отражения на полувысоте составляет около 0,5 нм.

Рис. 2.9. Спектр отражения ВБР типа I, записанной при длительной экспозиции (линейная шкала)

На рисунке 2.10 представлен спектр отражения той же ВБР только в логарифмической шкале.

Рис. 2.10. Спектр отражения ВБР типа I, записанной при длительной экспозиции (логарифмическая шкала)

Познавательные статьи:



Где возникла философия и почему?

Относительная высота сжатой зоны бетона

Сущность проекции Гаусса-Крюгера и использование ее в геодезии

Тарифы на перевозку пассажиров