Światłowody fotoniczne ze szkła kwarcowego domieszkowane pierwiastkami ziem rzadkich

• Autorzy: Wójcik J. , Potura K. , Klimek J. , Skorupski K. , Mergo P.

Warianty tytułu

EN

Optical fibers doped with rare earth elements

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jednym z kierunków rozwoju technologii światłowodów jest opracowanie lepszych niż dotychczas konstrukcji światłowodów domieszkowanych pierwiastkami ziem rzadkich do laserów włóknowych średniej i dużej mocy. Innym kierunkiem badań technologicznych jest opracowanie włókien aktywnych do laserów i wzmacniaczy małych mocy dla telekomunikacji i innych zastosowań na przykład w metrologii. Zwykłe aktywne światłowody fotoniczne domieszkowane erbem wykazują małą dwójłomność, a raczej niezbyt dużą dwójłomność charakterystyczną dla zwykłych, nieaktywnych światłowodów fotonicznych. To powoduje problemy z niestabilnością stopnia polaryzacji generowanego światła. Alternatywą są światłowody o wysokiej dwójłomności, których zbadanie w układach wzmacniaczy i laserów powinno ułatwić rozwiązanie problemów z polaryzacyjną stabilnością pracy tych urządzeń. Światłowody fotoniczne wykazywać mogą znacznie większą dwójłomność niż klasyczne przy znacznie mniejszych naprężeniach wewnętrznych powodujących niestabilność termiczną laserów. W pracy zaprezentowano technologie wytwarzania dwóch rodzajów fotonicznych światłowodów aktywnych ze szkła kwarcowego domieszkowanych pierwiastkami ziem rzadkich oraz ich podstawowe charakterystyki (tłumienności spektralne, parametry strukturalne, dwójłomności). Aktywne rdzenie światłowodów wytworzono metodą MCVD zmodyfikowaną o impregnację z fazy ciekłej. Średni współczynnik załamania rdzeni włókien jest taki sam jak niedomieszkowanego szkła kwarcowego. Ten efekt osiągnięto dzięki domieszkowaniu szkła erbem, glinem, germanem i fluorem. Domieszkowanie germanem zastosowano w celu uczulenia rdzeni włókien na zapis siatek Bragga, które są ważnymi elementami laserów. Znaną metodą składania wytworzono preformy i wyciągnięto z nich światłowody zabezpieczone typowymi dla włókien telekomunikacyjnych powłokami ochronnymi.

EN

One of the directions of the development of technology optical fibers is creation of better constructions of optical fibers doped with rare earth elements for large and medium power fiber lasers. Another direction of research in technology is the elaboration of active fibers for low power fiber lasers and amplifiers for telecommunication and different applications, for example in the metrology. Standard Er doped active photonic optical fibers show small birefringence rather than very large birefringence characteristic for normal non active photonic optical fibers. This results in problems with the stability of level of the polarization of generated light. The alternative is optical fibers with high birefringence, which tested in amplifiers and lasers setup should help to solve problems with polarization stability work of these devices. Photonic optical fibers can exhibit much larger birefringence than classical fibers with much smaller internal stress that cause the thermal instability of lasers. In this work the technology of photonic high silica active optical fibers doped with rare earth elements production and their basic characteristics (spectral attenuation, structural parameters, birefringent) were presented. The active cores of optical fibers were produced with MCVD method modified by the impregnation from liquid phase. The average refractive index of fibers' cores is the same as in pure quartz glass. This effect was achieved because this glass was doped with erbium, aluminum, germanium and fluoride. Germanium doping was used to enable writing of Bragg gratings, which are important elements of lasers. Preforms and fibers protected by typical for telecommunication fibers coatings were produced with the well-known stack and draw method.

Słowa kluczowe

PL

światłowód fotoniczny; światłowód aktywny; pierwiastek

EN

photonic birefringent; active optical fiber; element

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 86, nr 10
• Strony: 140--142
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., schem.

Twórcy

autor

Wójcik J.

autor

Potura K.

autor

Klimek J.

autor

Skorupski K.

autor

Mergo P.

• Zakład Technologii Światłowodów, Wydział Chemii, Uniwersytet Marii Curie Skłodowskiej w Lublinie, pl. Marii Curie Skłodowskiej 3, 20-031 Lublin,

Bibliografia

• [1] Li K., Wang Y., Zhao W., Chen G., Peng Q. , Cui D., Xu Z., High-power double-clad large-mode-area photonic crystal fibre laser. Proc of SPIE 6028, (2005), art. No 6028P
• [2] Li K., Wang Y., Zhao W., Chen G., Peng Q. , Cui D., Xu Z., High power single-mode large-mode-area photonic crystal fiber laser with improved Fabry-Perot cavity. Chinese Optics Letters 4 (9), (2006), 522-524
• [3] Schreiber T., Schultz H., Röser F., Schmidt O., Limpert J., Iliew R., Petersson A., Jacobsen C., Hansen K. P., Broeng J., Tünnermann A., Design and high power operation of a stress-induced single-polarization single-transverse mode LMA Yb doped Photonic crystal fiber. Proc of SPIE 6102, (2006), art no. 6102C
• [4] Hougaard K. G., Broeng J., Bjarklev A., Low pump power photonic crystal fibre amplifiers. Electronic Letters, 39 (7), (2003), 599-600
• [5] Chen D., Shen L., Switchable and tunable Erbium-doped fiber ring laser incorporating a birefringent an higly nonlinear photonic crystal fiber. Laser Physics Letters, Vol. 4, (2007), 368-370
• [6] Zhang A., Heliang L., Demokan M. S., Tam H. Y., Stable and broad bandwidth multiwavelength fiber ring laser incorporating a higly nonlinear photonic crystal fiber. IEEE Photonic Technology Letters 17 (12), 2535-2537.
• [7] Xueming L., Xiufeng Y., Fuyun L., Junhong N., Xiaoqun Z., Chao L., Stable and uniform dual-wavelength erbium-doped fiber laser based on fiber Bragg gratings on photonic crystal fiber. Optics Express, 13 (1), (2005), 142-147
• [8] Wójcik J., Mergo P., Skorupski K., Poturaj K., Urbańczyk W., Szpulak M., Martynkien T., Thienpont H., Nasi łowski T., Berghman F., Technology of high birefringent photonic crystal fibers for sensing applications Proc of SPIE, (2006), art. No 618902
• [9] Nasiłowski T., Statkiewicz G., Szpulak M., Olszewsk i J., Golojuch G., Martynkien T., Urbańczyk W., Mergo P., Makara M., Wójcik J. , Van Erps J., Vlekken J., Chojetzki C., Berghmans F., Thienpont H., Sensing applications of photonic crystal fibres. Proc of SPIE, (2007), art. No. 660802
• [10] Nasi łowski T., Berghmans F., Geernaert T., Chah K., Van Erps J., Statkiewicz G., Szpulak M., Olszewski J., Golojuch G., Mar t ynk ien T., U rbań cz yk W., Mergo P., Makara M., Wojcik J., Chojetzki C., Thienpont H., Vrije U. B., Sensig with photonic crystal fibres. IEEE international Symposium on Inteligent Signal Procesing WISP, (2007), art. No. 4447526