Właściwości modowe światłowodu mikrostrukturalnego z podwójnym płaszczem do zastosowań w nieliniowych układach diagnostycznych

• Autorzy: Stawska H. , Bereś-Pawlik E.

Warianty tytułu

EN

Modal properties of double clad microstructured fiber for nonlinear diagnostic systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dwufotonowy mikroskop fluorescencyjny TPM (Two-photon Fluorescence Microscope) jest przykładem nowoczesnego, nieliniowego układu diagnostycznego, umożliwiającego nieinwazyjne badanie komórek i tkanek. W celu wzbudzenia cząsteczki w dwufotonowej mikroskopii fluoroscencyjnej, używa sie laserów femtosekundowych w bliskiej podczerwieni- near infrared (NIR). Obecnie badania koncentrują sie na rozwoju układów diagnostycznych o niewielkich wymiarach, które umożliwią diagnostykę in vivo, przy jednoczesnym zachowaniu zdolności obrazowania, podobnej do standardowych mikroskopów dwufotonowych. Właściwe zaprojektowanie światłowodu, umożliwiającego jednoczesne przesyłanie ultraszybkiego sygnału oraz odbieranie sygnału fluoroscencyjnego z badanej tkanki, stanowi więc kluczowy punkt w rozwoju nieliniowych układów diagnostycznych. W pracy przedstawiono konstrukcję światłowodu mikrostrukturalnego z podwójnym płaszczem, zbudowanego z pierścieni wykonanych z prętów ze szkła kwarcowego domieszkowanego germanem. Światłowód o takiej konstrukcji charakteryzuje się niewielką dyspersją przy długości fali równej 800nm, co zapewnia, że femtosekundowy impuls propagowany w tym światłowodzie nie ulega rozmyciu. W pracy przede wszystkim skoncentrowano się na przebadaniu właściwości modowych proponowanego światłowodu. Zoptymalizowano jego konstrukcję, aby uzyskać maksymalnie dużą różnicę w tłumieniu miedzy modem podstawowym a modami wyższych rzędów, co przy założeniu, że światłowód ma około 2 m długości zapewnia jednomodowy tryb pracy na długości fali 800 nm.

EN

Two-photon Fluorescence Microscope (TPM) is an example of a modern, nonlinear diagnostic system, which allows for non-invasive examination of cells and tissues. To exitate molecules in TPM, femtosecond lasers are used in the near infrared. Current research focuses on the development of diagnostic systems of small dimensions, which allow diagnosis in vivo, while maintaining the capability of imaging, similar to standard two-photon microscopes. Proper design of the fiber, which allows simultaneous transmission of ultrafast signals and reception of fluorescence response from the test tissue is therefore a key point in the development of nonlinear diagnostics. This paper presents the design of double clad microstructure fiber, which consist of hexagonal inner clad made up of rings built of rods of germanium-doped silica glass. Such a fiber has a low dispersion at a wavelength of 800nm, which ensures that the femtosecond pulse propagated in the optical fiber is not broadened. The study primarily focused on examining the modal properties of the proposed fiber. Its design has been optimized in order to obtain a maximum difference between attenuation of fundamental mode and higher order modes which, assuming that the fiber has a length of about 2 m, ensure single-mode operation at a wavelength of 800nm.

Słowa kluczowe

PL

fluorescencja dwufotonowa; światłowód mikrostrukturalny z podwójnym płaszczem

EN

two-photon fluorescence; double clad microstructure fiber

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 53, nr 11
• Strony: 55--57
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., il., wykr., rys.

Twórcy

autor

Stawska H.

autor

Bereś-Pawlik E.

• Politechnika Wrocławska, Katedra Radiokomunikacji i Teleinformatyki, Instytut Telekomunikacji Teleinformatyki i Akustyki

Bibliografia

• [1] Costa N., Cartaxo A. (edit.): Advances in Lasers and Electro Optics, Intech, 2010, pp. 751-769.
• [2] Yicong Wu et. al.: Scanning Fiber-optic Endomicroscope System for Nonlinear Optical Imaging of Tissue, OSA/BIOMED/ASSP, 2008.
• [3] Tang S. et al.: Design and implementation of fiber-based multiphoton endoscopy with microelectromechanical systems scanning, J Biomed Opt 14, 034005-1-034005-7.
• [4] Sadowski P., Jellonek K.: Sonda do bezkontaktowego pomiaru współczynnika kontrastu w terapii fotodynamicznej, Elektronika rok XLIX nr 6/2008, str. 257.
• [5] Stawska H., Bereś-Pawlik E.: Construction of double cladding small dispersion photonic crystal fiber to guide ultrashort pulse at 800 nm (w druku).
• [6] Stawska H., Bereś-Pawlik E.: Dispersion properties of double-clad hollow-core photonic bandgap fibers based on a circular lattice cladding, 22nd International Conference on Optical Fiber Sensors (OFS- 22), materiały konferencyjne SPIE (w druku).
• [7] Fini J. M.: Suppression of higher-order modes in aircore microstructure fiber designs, Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO), 2006.
• [8] Saitoh K. at all.: Design of photonic band gap fibers with suppressed higher-order modes: Towards the development of effectively single mode large hollow-core fiber platforms, Optics Express, Vol. 14, Issue 16, 2006, pp. 7342-7352.
• [9] Lumerical ModeSolution Reference Guide.