Fotoczułe światłowody fotoniczne

• Autorzy: Wójcik J. , Makara M. , Poturaj K. , Klimek J. , Czyżewska L.

Warianty tytułu

EN

Photosensitive Photonic Crystal Fibers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Światłowodowe siatki Bragga (FBG) zapisywane w rdzeniach klasycznych światłowodów jednomodowych o niskiej dwójłomności ze szkła kwarcowego są wykorzystywane jako elementy sensorów punktowych i quasi rozłożonych na dużą skalę. Obecnie prawdopodobnie najwięcej sensorów światłowodowych wykorzystuje FBG. Jeszcze lepsze właściwości wykazują FBG zapisywane w klasycznych włóknach dwójłomnych. Technologia zapisywania FBG polega na naświetlaniu rdzenia w wielu punktach odległych od siebie o około pół długości fali (np. co 750 nm) przy użyciu skupionej wiązki promieniowania UV. Efektywność zapisu zależy od natężenia promieniowania UV i od składu chemicznego rdzenia światłowodu. Im większe stężenie Ge tym łatwiej produkować FBG o lepszych parametrach. Dlatego dla potrzeb przemysłu FBG zostały opracowane i są produkowane klasyczne światłowody fotoczułe. Laboratoryjnie wytworzone FBG we włóknach fotonicznych (PCF) mają jeszcze lepsze właściwości sensorowe niż zapisane w klasycznych światłowodach dwójłomnych. Jednak światłowody fotoniczne z reguły wytwarzane są z niedomieszkowanego szkła kwarcowego czyli rdzenie zwykłych włókien tego typu nie są czułe na zapis FBG. Inną trudnością jest rozpraszanie promieniowania UV na otworkach struktury fotonicznej co powoduje zmniejszenie natężenia tego promieniowania w punktach zapisu. Przedmiotem pracy jest opracowanie technologii wytwarzania PCF zawierających w rdzeniach domieszki Ge w celu zwiększenia czułości na zapisywanie w nich FBG. Opracowano technologie i wytworzono kilka serii PCF o niskiej dwójłomności zawierających w rdzeniach Ge o różnych stężeniach: 0,5...8,5%. Poszczególne włókna różniły się miedzy sobą nie tylko poziomami zawartości Ge, ale również współczynnikami wypełnienia, a tym samym średnicami otworów struktur fotonicznych. Są to zatem włókna jednomodowe, jak i wielomodowe. Zmierzono parametry strukturalne światłowodów, profile współczynników załamania światła w rdzeniach, tłumienności spektralne i określono modowość. Światłowody zostały przekazane zespołom badawczym zajmującym się technologią zapisu FBG. Wyniki badań podatności poszczególnych włókien na zapis FBG pozwolą na wybór struktur włókien, które będą fotonicznymi odpowiednikami klasycznych światłowodów fotoczułych.

EN

Fiber Bragg Gratings (FBG), written on Iow birefringence classical silica single-mode fibers are commonly used as the elements of point and quasi distributed optical sensors. Currently most of fiber sensors are bases on FBG. Especially, gratings written on classical birefringent fibers show excellent properties. Technology of FBG production is based on exposing the fiber's core to focused ultraviolet rays in many points at the distance of approximately half of the wavelength (eg. 750 nm). Inscribing efficacy depends on the UV radiation intensity and the core's chemical composition. Higher Ge concentrations allow obtaining FBG with better properties. For this reason, classical photosensitive fibers are manufactured for the FBG industry. FBGs inscripted in the laboratories on photonic crystal fibers (PCF) have better sensing properties than gratings written on the classical birefringent fibers. However, PCFs are usually fabricated from high silica glass and their cores are not sensitive to UV radiation. Another problem is scattering of UV rays on holes of photonic structure resulting in the decrease of radiation intensity. The subject of this work is to develop the technology of microstructural fibers with Ge doped core area fabrication in order to increase the sensitivity of FBG written on it. We developed the technology and manufactured several series of Iow birefringent PCFs with cores doped with Ge at various concentrations in a range from 0,5 to 8,5%. The fibers in different series differ not only in Ge concentration but also in filling factors of the photonic structure. Thus, we obtained single and multi mode fibers. Structural parameters, refractive coefficient profiles, spectral attenuation and modes distribution in fibers were measured. Produced fibers were send to research groups specializing in FBG writing technology. Results showing fibers susceptibility to grating inscription will help to choose the structures, which will be photonic equivalents of classical doped fibers for FBG fabrication.

Słowa kluczowe

PL

fotoczuły światłowód fotoniczny; technologia wytwarzania; pomiary

EN

photosensitive PCF; technology of fabrication; measurments

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 51, nr 6
• Strony: 30--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., wykr.

Twórcy

autor

Wójcik J.

autor

Makara M.

autor

Poturaj K.

autor

Klimek J.

autor

Czyżewska L.

• Uniwersytet Marii Curie Skłodowskiej w Lublinie, Zakład Technologii Światłowodów

Bibliografia

• [1] Kashyap R.: Fiber Bragg Gratings. Principal Verlag, 2009.
• [2] Kawai S.: Handbook of optical interconnects (Optical Engineering). Taylor & Francis Group, 2005.
• [3] Poli F., Cucinotta A., Selleri S.: Photonic Crystal Fibers Properties and Applications. Springer Series in Materials Science, vol. 102, 2007.
• [4] Wójcik J., i in.: Doświadczalne struktury holey fibers o siatce trójkątnej ze szkła kwarcowego. Wydawnictwo UMCS, 2003.
• [5] Yin S., Ruffin P. B., Yu F. T. S.: Fiber opticsensors. Taylor & Francis Group, 2008.