Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Właściwości czujnikowe światłowodowych siatek Bragga na kilkumodowych wysoce dwójłomnych włóknach mikrostrukturalnych

Tenderenda T., Murawski M., Szymański M., Becker M., Rothhardt M., Bartelt H., Mergo P., Poturaj K., Makara M., Skorupski K., Marć P., Jaroszewicz L. R., Nasiłowski T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 11

38-40

PL

Połączenie unikalnych właściwości włókien mikrostrukturalnych z czujnikowymi możliwościami światłowodowych siatek Bragga daje bardzo obiecujące i ciekawe perspektywy na aplikacyjne wykorzystanie tego typu struktur w metrologii. Dzięki odpowiedniemu zaprojektowaniu geometrii włókna mikrostrukturalnego możliwe jest uzyskanie czujnika o bardzo wysokiej czułości na naprężenia (w szczególności dla modów wyższych rzędów), przy jednoczesnej pomijalnie małej czułości na temperaturę, a zatem niewymagającego dodatkowych mechanizmów kompensacji temperatury. W tej pracy przedstawiamy wyniki teoretycznej charakteryzacji kilkumodowego dwójłomnego włókna mikrostrukturalnego dedykowanego do zapisu siatek Bragga. Prezentujemy również charakterystyki spektralne siatek Bragga zapisanych laserem femtosekundowym na tym włóknie oraz porównanie eksperymentalnie wyznaczonych wartości efektywnego współczynnika załamania dwóch pierwszych modów z wynikami symulacji numerycznej. We wnioskach przedstawiamy wstępne wyniki pomiaru czułości polarymetrycznej na naprężenia oraz możliwe zastosowania aplikacyjne opracowanej przez nas technologii i wykonanych struktur.

EN

The possibility of manufacturing highly birefringent (HB) microstructured optical fibers (MOF) made these fiber types very attractive for use in sensing applications. In contrary to traditional optical fibre sensors, properly designed MOF based components do not need temperature compensation as their birefringence remains insensitive to temperature changes. Furthermore the polarimetric strain sensitivity can significantly increase (even two orders of magnitude according to our previously reported results) for higher order modes, as their mode maxima get closer to the holey region of the fiber, hence are subjected to higher strain distribution. In this paper we present the results of numerical modeling of the propagation conditions in the HB dual-mode MOF. Furthermore we show and discuss the spectral characteristics of fiber Bragg grating (FBG) structures written in the dedicated fiber with a femtosecond UV laser. A comparison of the theoretical and experimental values of effective refractive index of the fundamental and second order modes is also included. We show the preliminary results of the fabricated structures strain response measurements and discuss ideas of increasing the structures strain sensitivity.

2

Światłowodowy czujnik temperatury progowej na bazie wypełnionego włókna mikrostrukturalnego

Marć P., Piliszek P., Nasiłowski T., Murawski M., Szymański M., Jaroszewicz L. R., Pawlik K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 11

44-45

PL

W artykule przedstawiono technologię i wyniki eksperymentalne światłowodowego czujnika temperatury progowej zbudowanego na bazie wypełnionego substancją organiczną włókna mikrostrukturalnego. Do konstrukcji czujnika wybrano najprostszą konfigurację natężeniowego czujnika światłowodowego. Czujnik składa się ze źródła światła, patchcordu światłowodowego z wypełnionym włóknem mikrostrukturalnym oraz fotodetektora. Patchcord światłowodowy będący optodątego czujnika to częściowo wypełniony odcinek włókna mikrostrukturalnego wspawany pomiędzy dwa odcinki standardowego włókna światłowodowego. Mieszanina wypełniająca został przygotowana tak, aby zmiany temperatury w czasie ogrzewania lub chłodzenia wypełnionej części włókna zmieniały jej współczynnika załamania dając w efekcie zerowe natężenie wiązki świetlnej poniżej temperatury progowej oraz dużą wartość tego natężenia powyżej tej temperatury. Efekt skokowej zmiany współczynnika załamania wypełniającej substancji organicznej osiągany jest w trakcie jej zmiany stanu skupienia ze stałej na ciekłą. Dzięki temu możliwe jest rozróżnienie stanu włączenia dla niskiego współczynnika załamania cieczy oraz stanu wyłączenia dla wysokiego współczynnika załamania substancji w stanie stałym.

EN

Variable optical attenuators (VOAs) play an important role in optical communications as equalizers for dynamic channel power and wavelength division multiplexing in a transmission system. Controlling and monitoring of optical power are also necessary in sensing applications, and especially, in optical systems which require high power laser operation or critical temperature threshold monitoring. Various types of VOA have been developed based on different mechanisms, such as bending loss control, light leaking from the fibre cladding, temperature tuning of the polymer incorporated into the tapered microstructured fibre or electrical tuning of the liquid crystal layers.In this paper we would like to discuss the highly dynamic VOA based on a tuneable microstructured fibre filled with different chemical mixtures used as an on/off temperature switch. Furthermore, the technology of low loss coupling and splicing of the applied MSF with a standard single mode fibre has been developed. Therefore, in the proposed application an optical signal can be transmitted to and from the switch by a standard telecom fibre which considerably reduces transmission losses and allows for the use of standard off-the-shelf components reducing costs of the overall system.

3

System do pomiaru Apertury Numerycznej w światłowodach specjalnych

Ostrowski Ł., Murawski M., Szymański M., Hołdyński Z., Tenderenda T., Mergo P., Marć P., Jaroszewicz L. R., Nasiłowski T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 11

50-51

PL

Apertura numeryczna (NA) jest jedną z podstawowych właściwości włókien optycznych. Określa ona zdolność włókien do sprzęgania światła oraz łączenia ich z możliwie niskimi stratami. NA odgrywa kluczową role podczas charakteryzowania nowo produkowanych włókien. Wprowadzając podział na włókna światłowodowe w których światło uwięzione jest dzięki prowadzeniu materiałowemu oraz na takie w którym występuje prowadzenie geometryczne. W wypadku prowadzenia materiałowego nie obserwowany jest dyspersyjny charakter NA. Natomiast we włóknach mikrostrukturalnych (o prowadzeniu geometrycznym) apertura numeryczna wykazuje właściwości dyspersyjne. Aby móc badać NA w szerokim zakresie spektralnym oraz dla szerokiej gamy włókien światłowodowych zbudowany został przez nas układ do pomiaru NA w funkcji długości fali. Ponadto dzięki proponowanemu przez nas układowi oraz umiejętności wypełniania otworów we włóknach mikrostrukturalnych istnieje możliwość określenia współczynnika załamania n dla różnych materiałów.

EN

Numerical Aperture (NA) is one of the fundamental properties of optical fibres. It determines the ability of efficient light coupling into the fibre and low loss splicing with other fibres. NA is essential when novel fibres are manufactured. Moreover, dispersive behaviour of geometrical guiding mechanisms, existing in microstructured fibres, is completely different comparing with material guiding mechanisms of classical fibres. Therefore we constructed measurement system, for characterization the dispersive properties of NA of specialty fibres in broad wavelength range. Additionally, presented setup can be applied for measurements in broad wavelength range of refractive index of different materials (including highly absorbing) filling the holes of microstructured fibre.

4

Pomiar czułości włókien mikrostruturalnych przy wykorzystaniu interferometru Macha-Zehndera

Murawski M., Szymański M., Hołdyński Z., Tenderenda T., Ostrowski T., Pawlik K., Łukowski A., Krisch H., Marć P., Jaroszewicz L., R., Nasiłowski T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 11

52-54

PL

Właściwości włókien mikrostrukutralnych takie jak: jednomodowe prowadzenie światła w szerokim zakresie spektralnym (od ultrafioletu do podczerwieni), bardzo wysoka dwójłomność, bardzo duże lub bardzo małe pole modu są przedmiotem badań wielu zespołów naukowych na świecie. Właściwości te wynikają przede wszystkim z rozmiaru, kształtu oraz lokalizacji otworów powietrznych w strukturze włókna mikrostrukturalnego. Zmiana tych parametrów pozwala na zastosowania takich włókien do różnych aplikacji. Sprawia to rosnące zainteresowanie włóknami mikrostrukturalnymi które widoczne jest w powstających czujnikach opartych na ich bazie - m. in. Czujniki interferometryczne do detekcji rozmaitych parametrów fizycznych. Jednym z takich czujników jest światłowodowy interferometr Macha-Zehndera wykorzystujący jako gałąź czujnikową włókno mikrostrukturalne. Interferometr ten jest jednym z układów który nie został opisany w fachowej literaturze. Czujnik zbudowany w oparciu o taki interferometr może być użyty do pomiarów wibracji, dynamicznego lub statycznego nacisku, rozciągania lub skręcania. W pracy tej przedstawione zostało porównanie czułości temperaturowej oraz mechanicznej włókien mikrostrukturalnych ze standardowymi włóknami jednomodowymi. Do tego celu wykorzystaliśmy interferometr Macha- Zehndera z wymiennym ramieniem czujnikowym. Zastosowanie takiego rozwiązania pozwoliło na zbadanie wielu światłowodów w jednym układzie pomiarowym. Czułość temperaturowa jest najistotniejszym czynnikiem przy projektowaniu czujników. Włókna mikrostrukturalne zbudowane są z czystego szkła krzemiankowego z heksagonalną macierzą otworów powietrznych co powoduje brak naprężeń termicznych pomiędzy płaszczem a rdzeniem jak w przypadku włókien z domieszkowanym rdzeniem.

EN

Microstructured fibres (MSFs) reveal unique properties including endlessly single-mode operation from ultraviolet to infrared wavelengths, very high birefringence or nonlinearity, very large or very small effective mode field area, and many others. The size, shape and the location of the air holes allow for tailoring MSF parameters in a very wide range, way beyond the classical fibres, what opens up the possibilities for various applications. Due to their advantages MSFs obtain growing attention for their perspectives in sensing applications. Different MSF sensors have already been investigated, including interferometrie transducers for diverse physical parameters. Until now, there have not been any publications reporting on the sensing applications of MSF Mach-Zehnder interferometers, targeting the mechanical measurements of vibrations, dynamic or static pressure, strain, bending and lateral force. Moreover, a critical feature opening the prospective of optical fibre transducer to successfully accomplish a particular sensing task remains its cross-sensitivity to temperature. Studied MSF is made of pure silica glass in the entire cross-section with a hexagonal structure of the holes. Consequently, there is no thermal stress induced by the difference in thermal expansion coefficients between the doped core region and the pure silica glass cladding, in contrast to standard fibres.

5

Badanie dyspersji chromatycznej serii włókien mikrostrukturalnych o silnie nieliniowych właściwościach do generacji typu supercontinuum

Hołdyński Z., Szymański M., Murawski M., Mergo P., Merta I., Gawrońska M., Marć P., Jaroszewicz L. R., Nasiłowski T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 11

33-35

PL

Zjawiska nieliniowe występujące we włóknach mikrostrukturalnych mają charakter kompleksowy. Aplikacyjne wykorzystanie zjawisk nieliniowych wiąże się z umiejętnością ich kontroli. Jednym z głównych zagadnień dotyczących nieliniowej optyki światłowodowej jest opracowanie optymalnych parametrów geometrycznych włókien do uzyskania poprawy efektu poszerzenia widma - supercontinuum. Bezpośredni związek własności dyspersyjnych i efektów nieliniowych otwiera możliwości pozwalające na opracowanie szerokospektralnych źródeł. Włókna mikrostrukturalne prezentowane w artykule utrzymują kompatybilność ze standardowymi włóknami komercjalnymi zarówno w przypadku łączenia jak spawania itd. Wykorzystanie zróżnicowanych nieliniowych właściwości włókien mikrostrukturalnych pozwala na rozwinięcie nowych możliwości aplikacyjnych. W artykule prezentujemy teoretyczne i eksperymentalne wyniki badań dyspersji chromatycznej w serii włókien mikrostrukturalnych o zróżnicowanych parametrach geometrycznych. Rezultaty badań pozwalają na opracowanie włókien o odpowiednich własnościach dyspersyjnych do uzyskania źródła typu supercontinuum. Stosowana interferometryczna metoda pomiaru dyspersji chromatycznej umożliwia charakteryzację krótkich odcinków badanych włókien z ekstremalną precyzją. Proces pomiaru wspomagany jest oprogramowaniem użytkowym do analizy rozkładów prążkowych. Prezentowany układ interferometryczny umożliwia porównanie uzyskanych wyników pomiaru z danymi uzyskanymi w procesie modelowania. Wysoki stopień korelacji między rezultatami modelowania i pomiaru pozwala na kontrolę poziomu dyspersji włókien w procesie produkcji. Dodatkowo, precyzyjny pomiar dyspersji chromatycznej (w szczególności w obszarze zerowego poziomu dyspersji) pozwala na znacznie efektywniejszą kontrolę zachodzących efektów nieliniowych, a tym samym na zwiększenie efektywności w procesie poszerzenia widma.

EN

Nonlinear effects in microstructured fibres have complex nature. Dispersion characteristics are the fundamental properties of microstructured fibres (MSFs) with respect to the nonlinear applications. The changes of fibre dispersion may strongly influence the whole chain of diverse nonlinear effects resulting in supercontinuum generation (SG). Transferring the experience from the topics related to tailoring different properties of MSFs to investigate the potential design freedom of dispersion opens novel possibilities of building the customized, all-fibre broadband and bright light sources. The silica nonlinear microstructured fibres, as presented in this paper, become compatible with standard fibre components and technologies (e.g. splicing, connectorization etc). Supercontinuum generated in a small-core MSF is a very interesting nonlinear phenomenon from application-oriented point of view. A development of tailored dispersion of highly non-linear silica MSF offers us the possibility of constructing a customized broadband light source. Therefore, in the paper we present a theoretical and experimental investigation of dispersion characteristics of several different MSFs. Our studies are leading to the development of adapted dispersion properties, allowing construction of customized supercontinuum sources. White light interferometry set-up, resulting in extremely high precision measurement of chromatic dispersion, is demonstrated, together with fully computer controlled fringe pattern analysis. Constructed set-up permitted comparison of chromatic dispersion measurements of micro- structured fibres with modified fibre cross-section dimensions during the production process. High correlation between modelling and measured data gives possibility to control dispersion level in manufacturing process. Additionally, precisely designed and measured chromatic dispersion, especially around the zero dispersion wavelength, enables superior estimation of MSF nonlinear effects.

6

Możliwości wytworzenia niskostratnych połączeń włókna telekomunikacyjnego z włóknem fotonicznym o zawieszonym rdzeniu

Murawski M., Jaroszewicz L. R., Nasiłowski T., Kowiorski K.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2010

|

Vol. 51, nr 6

39-41

PL

W artykule zaprezentowano postęp prac w stosunku do uprzednio prezentowanych [1, 2] nad technologią połączeń włókna jednomodowego SMF-28 ze światłowodem fotonicznym o zawieszonym rdzeniu. Włókno fotoniczne tego typu posiada ekstremalnie małe mostki szklane, na których zawieszony jest rdzeń (o niekołowej strukturze), co nastręcza duże problemy przy próbach jego połączenia w tradycyjny sposób, tj. z wykorzystaniem spawarki łukowej. W pracy pokazano zarówno wyniki dotyczące technologii takiego połączenia wykonane poprzez użycie spawarki łukowej Ericsson FSU-995PM, jak i wyniki optymalizacji procesu uzyskane za pomocą spawarki żarnikowej Vytran FFS-2000.

EN

We report on the progress in research related to the splicing of suspended core photonic crystal fibers with standard SMF-28 fiber compare to previously reported work [1, 2]. Suspended core PCFs are exceptionally difficult for splicing and cleaving, due to the extremely small core diameter and very thin (∼50 nm) glass bridges supporting triangular core in air. We present results of specialty fibers splicing obtained with two different types of splicer, such as the arc splicer (Ericsson FSU- 995PM) and filament fusion splicer (Vytran FFS-2000). In both cases we controlled the splicing procedure and induced losses in real time by continuous laser light propagation through the fibers being connected.

7

Light propagation in highly birefringent photonic liquid crystal fibers

Ertman S., Czapla A., Woliński T. R., Nasiłowski T., Thienpont H., Nowinowski-Kruszelnicki E., Dąbrowski R.

Opto-Electronics Review

|

2009

|

Vol. 17, No. 2

150-155

EN

Photonic liquid crystal fibers have already been demonstrated as a promising perspective for creation of new classes of dynamically tunable optical fiber devices. By combining different geometries of photonic crystal fibers with a variety of different liquid crystals it is possible to obtain a new generation of fibers with dynamically tunable properties, e.g., transmission spectra, attenuation or dispersion. In this paper, tunable birefringence in a commercially available highly birefringent Blazephotonics PM-1550-01 photonic crystal fiber selectively filled with a low birefringence liquid crystal has been experimentally demonstrated. Theses experimental results have been compared with simulations based on the multipole method.