Волоконные брэгговские решетки типа I и типа II, записанные одиночным импульсом

↑

⇐ ПредыдущаяСтр 16 из 26Следующая ⇒

На рисунке 2.11 представлен спектр отражения ВБР, записанной одиночным импульсом KrF эксимерного лазера в двулучепреломляющее ОВ

с эллиптической напрягающей оболочкой с 16 мол. % GeO₂. Представленная ВБР была записана с энергией 75,9 мДж на выходе аттенюатора (рис. 2.5). Данная ВБР это решетка типа I.

Рис. 2.11. Спектр ВБР типа I

При небольшом увеличении энергии на выходе аттенюатора (рис. 2.5) до 79,3 мДж, так что плотность энергии на ОВ близка к 1 Дж/см ², решетка типа II [6] была записана в тоже волокно одиночным импульсом эксимерного лазера. На рисунке 2.12 представлены спектры ВБР типа II: отражения (а), пропускания (б).

Рис. 2.12. Спектры ВБР типа II: а) отражения; б) пропускания

ВБР типа II имеют отражение до 100% и ширину спектра на полувысоте более 1 нм. Вследствие уширения спектров, произошло слияние пиков отражения двух ортогональных поляризаций.

Исследование термического воздействия на ВБР [12] и их визуализация [13] подтверждает, что это решетки типа II, которые могут выдерживать высокие температуры (до 1000 °C) по сравнению с ВБР типа I, которые могут быть полностью стерты из ОВ при 300 °C [6]. Как показано авторами в работе [12], отжиг ВБР типа II начинается только при температуре 900 °C, что соответствует данным представленным в работах [14, 15].

Также представленная зависимость типа индуцируемой решетки от энергии в импульсе соответствует экспериментальным данным, представленным в [15, 16].

На рис. 2.13 представлено изображение ВБР в двулучепреломляющем ОВ с содержанием GeO₂ 16 мол. %, полученное методом дифференциального интерференционного контраста (ДИК) с лазером 405 нм [17]. Изображения решеток получены на конфокальном сканирующем люминесцентном микроскопе Zeiss LSM-710 на основе прямого оптического микроскопа Axio Imager.Z1. Примечательно, что образующая ВБР система микропор в ОВ столь сильно рассеивает свет, что хорошо видна на изображениях, полученных методами как ДИК и темного поля, так и традиционной микроскопией светлого поля.

Рис. 2.13. Изображение ВБР в двулучепреломляющем ОВ с содержанием GeO2 16 мол. %,

полученное методом ДИК с лазером 405 нм, где : 1 – сердцевина, 2 – неоднородная периодическая структура, 3 – граница между изолирующей и напрягающей оболочками, 4 – внешняя граница оптического волокна

Микропоры, образованием которых обусловлены решетки типа II, локализуются в области границ между сердцевиной и изолирующей оболочкой, а так же между изолирующей и напрягающей оболочками.

Одноимпульсная запись ВБР типа II создает в ОВ с эллиптической напрягающей оболочкой неоднородную периодическую структуру, пространственный период которой равен периоду ФМ (Λ_ФМ = 1065,3 нм). Измеренный период ВБР (рис. 2.13) составляет 1,06 мкм. Хотя период интерференционной картины, создаваемой +1/-1 порядками дифракции ФМ, равен половине ее периода Λ_ФМ/2, решетки с таким периодом на снимках не наблюдаются. Однако отсутствие на фотографических изображениях решеток с периодом Λ_ФМ/2 может быть вызвано работой на пределе разрешающей способности оптического микроскопа.

Вследствие наличия 0-го и более высоких порядков дифракции и сложного пространственного распределения интерференционной картины максимумы интенсивности имеют период Λ_ФМ , что с учетом порогового механизма записи ВБР типа II создает в волокне периодическую структуру с пространственным периодом Λ_ФМ.

Индуцирование ВБР одиночным импульсом позволяет проводить их запись в процессе вытяжки ОВ. Башня вытяжки с установленным на ней интерферометром Тальбота представлена на рисунке 2.14.

Рис. 2.14. Технология записи брэгговских решеток в процессе вытяжки оптического волокна

В работе [9] авторы продемонстрировали результаты записи ВБР и массивов ВБР на башне вытяжки. Авторам удалось записать массивы ВБР в процессе вытяжки волокна. Достигнут коэффициент отражения решеток до 40% для ВБР типа I и около 100% для ВБР типа II. На рисунке 2.15 продемонстрирован спектр массива ВБР типа I, полученного в процессе вытяжки волокна. Подобные массивы можно использовать для построения распределенных датчиков температуры с мультиплексированием по длинам волн.

Рис. 2.15. Спектр отражения массива из 5 ВБР

Спектр отражения массива из 2 ВБР типа II представлен на рисунке

2.16.

Рис. 2.16 Спектр отражения массива из 2 ВБР типа II

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Организация работы процедурного кабинета

Области применения синхронных машин

Оптимизация по Винеру и Калману