Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Wytrzymałość mechaniczna światłowodów fotonicznych

100%

Wójcik J. , Matusewicz M. A. , Mergo P. , Walewski A.

|

tom R. 56, nr 5

430-432

PL

Pękanie szkła prawie zawsze zaczyna się od defektów na jego powierzchni. Powierzchnia zewnętrzna klasycznych światłowodów jest osłonięta powłokami ochronnymi chroniącymi ją przed oddziaływaniem zewnętrznych czynników chemicznych i mechanicznych. Włókna fotoniczne, oprócz chronionej zewnętrznej powierzchni szkła mają też powierzchnię wewnętrzną nawet o rząd większą od zewnętrznej. Ta wewnętrzna powierzchnia nie jest narażona na działanie czynników mechanicznych, ale nie jest chroniona przed czynnikami chemicznymi, zwłaszcza przed oddziaływaniem pary wodnej. Hipoteza o mniejszej wytrzymałości mechanicznej światłowodów fotonicznych w porównaniu z klasycznymi została wstępnie potwierdzona w naszych poprzednich pracach [1]. Niniejsza praca prezentuje ilościowy opis wytrzymałości mechanicznej dwóch omawianych rodzajów włókien. Światłowód klasyczny stanowił ślepą próbę dla światłowodu fotonicznego w badaniach wytrzymałości mechanicznej przy użyciu zrywarki Tira Test 2200 przystosowanej do pomiarów wytrzymałości światłowodów. Zarówno histogramy jak i rozkłady Weibulla dla obu włókien ilościowo potwierdzają mniejszą wytrzymałość mechaniczną światłowodów fotonicznych. Dodatkowym potwierdzeniem wyników są faktograficzne badania przełomów światłowodów.

EN

Most of the glass fractures start from flaws on the glass surface. The outer surface of optical fibres is protected from the influence of mechanical and chemical factors by a thin layer of polymer protective coating. Photonic crystal fibres have, besides outer glass surface, inner glass surface of even an order of magnitude greater area. This inner surface is not exposed to mechanical factors. However, it is not protected from chemical agents, most importantly - water vapour. Hypothesis of relatively lower mechanical reliability of photonic crystal fibres in comparison to classical optical fibres was initially confirmed in our previous works [1]. This work con-tains quantitative mechanical reliability description of two kinds of optical fibres mentioned above. The classical and photonic crystal fibre, both manufactured in our laboratory, had their mechanical reliability tested on the Tira Test 2200 tensile testing machine adapted for testing optical fibres. Histograms and Weibull distributions show lower mechanical reliability of photonic crystal fibres. Additional confirmation comes from fractographic studies of fracture surfaces. The presented work is a part of research carried out in PHOSFOS project within the framework of EU Seventh Framework Programme.

2

D-shape polymer optical fibres for surface plasmon resonance sensing

88%

Gasior K. , Martynkien T. , Wojcik G. , Mergo P. , Urbanczyk W.

|

tom Vol. 24, No. 4

209--215

EN

We experimentally studied three different D-shape polymer optical fibres with an exposed core for their applications as surface plasmon resonance sensors. The first one was a conventional D-shape fibre with no microstructure while in two others the fibre core was surrounded by two rings of air holes. In one of the microstructured fibres we introduced special absorbing inclusions placed out side the microstructure to attenuate leaky modes. We compared the performance of the surface plasmon resonance sensors based on the three fibres. We showed that the fibre bending enhances the resonance in all investigated fibres. The measured sensitivity of about 610 nm/RIU for the refractive index of glycerol solution around 1.350 is similar in all fabricated sensors. However, the spectral width of the resonance curve is significantly lower for the fibre with inclusions suppressing the leaky modes.

3

Światłowody fotoniczne ze szkła kwarcowego domieszkowane pierwiastkami ziem rzadkich

88%

Wójcik J. , Potura K. , Klimek J. , Skorupski K. , Mergo P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

tom R. 86, nr 10

140-142

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.

4

Evolution of the diffraction pattern during the transition from the near-field toward the far-field region

88%

Grabka M. , Pustelny S. , Wajnchold B. , Gawlik W. , Mergo P.

|

2011

|

tom Vol. 59, nr 4

389-393

EN

In the paper we experimentally and theoretically analyze diffraction of light propagating through a microstructured optical fiber on the fiber end face. In the measurements the diffracting light is spatially inhomogeneous and the diffracting object is a solid-state core with a triangular shape. Application of optical system enables detailed experimental investigations of evolution diffraction pattern in the near-field region, in particular, rotation of the observed structure while departing from the fiber end. The experimental results are confirmed with theoretical simulations based on the theory of the Fresnel diffraction.

5

Cztery dekady rozwoju nauki i techniki światłowodowej w Polsce. Cz. 2

88%

Romaniuk R. S. , Dorosz J. , Wójcik W. , Mergo P. , Buczyński R.

|

tom Vol. 56, nr 8

54-63

PL

Dwuczęściowy artykuł jest autorskim i krytycznym opisem zbioru wybranych wydarzeń związanych z rozwojem technologii światłowodów włóknistych w kraju. Przypomniano pionierskie działania w drugiej połowie lat siedemdziesiątych w Ośrodkach Technologicznych w Lublinie (UMCS) i Warszawie (ONPMP), do których dołączył niedługo potem Białystok (Politechnika i Huta Szkła). Wspomniano z życzliwością kluczowe osoby tamtego okresu, a w szczególności pionierów krajowej techniki światłowodowej, których już z nami dzisiaj nie ma. Podkreślono rolę kilku pierwszych krajowych sympozjów techniki światłowodowej, które odegrały rolę integracyjną tworzącego się w kraju środowiska naukowego i technicznego tej dziedziny fotoniki. Pomijając skomplikowane meandry środkowego okresu rozwoju techniki światłowodowej w kraju, dokonano skoku do dnia dzisiejszego, którego nie byłoby gdyby nie okres pionierski. Autorzy chcieli pokazać w szczególności te działania naukowo – techniczne i naukowo - środowiskowe, które mimo dość trudnych warunków rozwoju nauki i techniki w Polsce, gdy spojrzeć na nie z oddalenia, wydaje się że wyprzedzały swój czas.

EN

The paper is a subjective authors’ and critical description of a chosen series of events associated with the development of optical fiber technology (OFT) in Poland. There are reminded pioneering research activities in the second half of the seventies in Optical Fiber Technological Centers in Lublin (UMCS), in Warsaw (in ONPMP), which were joined soon after by Białystok (Polytechnics and Glass Works). There are mentioned with friendliness the key persons of that period, and in particular the pioneers of OFT in Poland, which are not with us anymore. There is emphasized the role of the first national symposia on “Optical Fibers and Their Applications”, which played an integration role for the newly established research community of OFT and photonics. Omitting the complex history of the development of OFT in Poland during the intermediate years, we bravely jump to today, a day which would have not existed now, if the pioneering period had not been so rich in research results. The authors would like to show in particular these research, scientific and logistic activities, which despite difficult conditions of science development in Poland, when looked at from some distance in time and space, seemed to be then well ahead of their time.

6

Side-hole optical fibre for wavelenght 1300 nm.

75%

Wójcik J. , Mergo P. , Janoszczyk B. , Spytek W. , Poturaj K. , Makara M.

|

tom Vol. 28, nr 4

323-329

EN

Side-hole optical fibres are used for constructing sensor because they have high sensitivity to pressure and small sensitivity to temperature. to date this type of fiber has been produced for shorter wavelengths of 633 nm and 820 nm. This paper presents a new kind of side-hole optical fibres designed and developed for a wavelength of 1300 nm. Basic parameters of fibre were measured and compared with theoretical predictions.

7

System do pomiaru Apertury Numerycznej w światłowodach specjalnych

63%

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

|

tom 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.

8

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

63%

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

|

tom 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.

9

Właściwości czujnikowe światłowodowych siatek Bragga na kilkumodowych wysoce dwójłomnych włóknach mikrostrukturalnych

51%

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.

|

tom 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.