RU173145U1 - Вихревой волоконно-оптический фильтр - Google Patents

Вихревой волоконно-оптический фильтр Download PDF

Info

Publication number
RU173145U1
RU173145U1 RU2017101029U RU2017101029U RU173145U1 RU 173145 U1 RU173145 U1 RU 173145U1 RU 2017101029 U RU2017101029 U RU 2017101029U RU 2017101029 U RU2017101029 U RU 2017101029U RU 173145 U1 RU173145 U1 RU 173145U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fiber
vortex
tube
coefficient
thermal expansion
Prior art date
Application number
RU2017101029U
Other languages
English (en)
Inventor
Александр Федорович Рыбась
Сервер Искандарович Халилов
Константин Николаевич Алексеев
Максим Александрович Яворский
Original Assignee
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского" filed Critical Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского"
Priority to RU2017101029U priority Critical patent/RU173145U1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU173145U1 publication Critical patent/RU173145U1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/14—Mode converters

Landscapes

  • Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)

Abstract

Вихревой волоконно-оптический фильтр включает в себя оптическое волокно, трубку радиусом 1-3 мм с коэффициентом теплового расширения, равным коэффициенту теплового расширения. При этом волокно навито на трубку с шагом 1-2 мм, количество витков находится в интервале 15-25 оборотов. Технический результат заключается в сохранении значения топологического заряда и состояния поляризации вихревого пучка, прошедшего через навитое волокно за счёт создания наведённой анизотропии в волокне. 1 ил.

Description

Устройство относится к области оптики, в частности к сингулярной и волоконной оптике, и может быть использовано в линиях связи, при передаче информации и в волоконно-оптических датчиках.
В качестве прототипа выбрано оптическое волокно [патент UA №60571 А, опубл. 15.10.2003], имеющее сердцевину с показателем преломления nсо и оболочку с показателем преломления
Figure 00000001
, при этом nсo >
Figure 00000001
. Радиус волокна r0 и величина показателей преломления nсо и
Figure 00000001
подбирались из условия:
Figure 00000002
В таком волокне при попадании на торец оптического волокна циркулярно-поляризованного пучка реализуется следующий спектр собственных мод: фундаментальные
Figure 00000003
и
Figure 00000004
, устойчивые вихри
Figure 00000005
и
Figure 00000006
и неустойчивые вихри
Figure 00000007
и
Figure 00000008
.
Для избавления от
Figure 00000009
и
Figure 00000010
вихрей, в процессе изготовления волокна, сердцевину nсо спирально закручивали с радиусом кривизны L и шагом Н:
Figure 00000011
где λ - длина волны в вакууме, Δ - высота профиля распределения показателя преломления. После чего пространство между витками и окружающей средой однородно заполняется, образуя оболочку. Свет распространяется в направлении Z.
Для подавления фундаментальной
Figure 00000012
и
Figure 00000013
моды, спирально закрученную сердцевину при изготовлении волокна пропускают через оксид кремния, после чего дополнительно, например, через С2 (сажа). Таким образом, в полученном волокне фундаментальная
Figure 00000014
и
Figure 00000015
мода будет уничтожаться и волокно будет пропускать только оптический вихрь.
Недостатком такого технического решения является трудоемкость процесса и высокая стоимость изготовления волокна со спирально закрученной сердцевиной. А также использование такого волокна в качестве линии связи (ВОЛС) финансово не выгодно.
В основу полезной модели была поставлена задача: создать волоконно-оптический фильтр, позволяющий формировать на выходном торце волокна вихрь, имеющий те же значение топологического заряда
Figure 00000016
и состояния поляризации s пучка, которым возбуждали входной торец волокна.
Задача решается следующим образом.
Вихревой волоконно-оптический фильтр, включающий оптическое волокно, дополнительно содержит трубку радиусом 1-3 мм с коэффициентом теплового расширения, равным коэффициенту теплового расширения волокна, навитого на трубку, шагом 1-2 мм, количеством витков - 15-25 оборотов.
Общим с прототипом признаком является наличие маломодового волокна.
Отличительными признаками являются:
- наличие трубки радиусом 1-3 мм с коэффициентом теплового расширения, равным коэффициенту теплового расширения волокна,
- волокно выполнено навитым на трубку шагом 1-2 мм, количеством витков - 15-25 оборотов.
Совокупность существенных признаков обеспечивает создание фильтра, отсекающего невихревые моды пучка, проходящего через волокно, в том числе фундаментальную моду, формируя, при этом, на выходном торце волокна вихрь со значением топологического заряда и состоянием поляризации падающего входного пучка на входной торец волокна.
На фиг. 1. изображен общий вид вихревого волоконно-оптического фильтра.
Фильтр представляет собой оптическое волокно 1, которое навито на трубку 2. Трубка и волокно характеризуются одинаковым коэффициентом теплового расширения, что позволяет избежать механических напряжений между оболочкой волокна и трубкой.
В фильтре использовалось стандартное волокно, состоящее из сердцевины с показателем преломления nсо, оболочкой с показателем преломления
Figure 00000001
(фиг. 2), а также радиусом r0, при этом волноводный параметр V (1) удовлетворяет условию: 2.4<V≤3.8, что обеспечивает пропускание через волокно оптического вихря. При попадании циркулярно поляризованного (s=±l) вихревого пучка с топологическим зарядом
Figure 00000017
на входной торец сердцевины волокна 1, z=0 (ось z направлена вдоль оси симметрии фиг. 2), на нем реализуется весь спектр собственных мод в циркулярно поляризованном базисе: фундаментальные
Figure 00000018
и
Figure 00000013
устойчивые вихри
Figure 00000019
и
Figure 00000020
и неустойчивые вихри
Figure 00000021
и
Figure 00000022
. Далее пучок попадает в область навивки. Радиус трубки 2 составляет r=1-3 мм, шаг навивки волокна на трубку H=1-2 мм, количество витков n=15-25 оборотов. В волокне 1 за счет геометрической формы спирали искусственно создается наведенная анизотропия, которая приводит к тому что неустойчивые вихри высвечиваются, а фундаментальная мода смещается к периферии, формируя в сердцевине волокна вихревые комбинации. В следствии чего на выходном торце волокна формируется вихрь, с тем же топологическим зарядом
Figure 00000016
и состоянием поляризации s.
Пример
Было взято кварцевое волокно, с волноводным параметром V=3.8, которое было навито на кварцевую трубку. Радиус трубки r был 1.5 мм, шаг навивки составляет Н-1-2 мм, на выходном торце формируется устойчивый вихрь с тем же значением топологического заряда
Figure 00000023
и поляризации s, что и у пучка, попавшего на входной торец волокна.
При r<1 мм трубки волокно ломается, r>3 мм фильтр перестает работать и сигнал становится суперпозицией всех мод волокна.
Вихревой волоконно-оптический фильтр позволяет отсекать невихревые моды, в том числе фундаментальную, сохранять значение топологического заряда и состояния поляризации вихревого пучка, прошедшего через навитое волокно.

Claims (1)

  1. Вихревой волоконно-оптический фильтр, включающий оптическое волокно, отличающийся тем, что содержит трубку радиусом 1-3 мм с коэффициентом теплового расширения, равным коэффициенту теплового расширения волокна, навитого на трубку, шагом 1-2 мм, количеством витков - 15-25 оборотов.
RU2017101029U 2017-01-11 2017-01-11 Вихревой волоконно-оптический фильтр RU173145U1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017101029U RU173145U1 (ru) 2017-01-11 2017-01-11 Вихревой волоконно-оптический фильтр

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017101029U RU173145U1 (ru) 2017-01-11 2017-01-11 Вихревой волоконно-оптический фильтр

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU173145U1 true RU173145U1 (ru) 2017-08-14

Family

ID=59633397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017101029U RU173145U1 (ru) 2017-01-11 2017-01-11 Вихревой волоконно-оптический фильтр

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU173145U1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115453752A (zh) * 2022-09-19 2022-12-09 苏州大学 一种半径反常的涡旋光束掩模板的设计方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA60571A (ru) * 2003-01-03 2003-10-15 Таврійський Національний Університет Ім. В.І.Вернадського Волоконный световод
UA20070U (en) * 2006-06-19 2007-01-15 V I Vernadskyi Tauria Nat Univ Method for determining the weighing coefficient to allow for vortexes of optical radiation in an optical fiber
CN103969738A (zh) * 2013-01-28 2014-08-06 无锡万润光子技术有限公司 基于螺旋偏孔融嵌芯涡旋光纤及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA60571A (ru) * 2003-01-03 2003-10-15 Таврійський Національний Університет Ім. В.І.Вернадського Волоконный световод
UA20070U (en) * 2006-06-19 2007-01-15 V I Vernadskyi Tauria Nat Univ Method for determining the weighing coefficient to allow for vortexes of optical radiation in an optical fiber
CN103969738A (zh) * 2013-01-28 2014-08-06 无锡万润光子技术有限公司 基于螺旋偏孔融嵌芯涡旋光纤及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115453752A (zh) * 2022-09-19 2022-12-09 苏州大学 一种半径反常的涡旋光束掩模板的设计方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US12117646B2 (en) Hollow-core optical fibers
Li et al. Multimode interference refractive index sensor based on coreless fiber
CN101604048B (zh) 一种基于细芯光纤的全光纤滤波器
CN103635840A (zh) 多模光纤和包括该多模光纤的系统
CN102749304B (zh) 高灵敏度光子晶体光纤折射率传感器及制法
CN103940455A (zh) 一种基于光纤多模干涉的全光纤高精度传感器及其应用
CN105807364B (zh) 一种基于机械微弯的长周期光纤光栅及其制备方法
ITMI20001669A1 (it) Apparecchio per fabbricare reticoli di fibre ottiche a periodo lungo con bassa dipendenza dalla polarizzazione e reticoli di fibre ottiche a
RU173145U1 (ru) Вихревой волоконно-оптический фильтр
CA2719900C (en) High-power fiber laser system
CN102338905A (zh) 一种传输太赫兹波的光纤
CN208060761U (zh) 单模蓝宝石光纤光栅和传感器
Liu et al. Tunable bandpass filter with solid-core photonic bandgap fiber and Bragg fiber
Shnain et al. Design and Study of Few-Mode Fibers at 1550 nm
Kurbatov et al. New optical W-fiber Panda for fiber optic gyroscope sensitive coil
Morshed Self-imaging in single mode-multimode-single mode optical fiber sensors
CN201464669U (zh) 干涉型细芯光纤滤波器
CN106556508B (zh) 一种单模光纤的单模态衰减谱的测试方法
JPH03144337A (ja) 光ファイバの特性測定方法
Sabrina et al. Macrobending loss analysis of singlemode-multimode-singlemode (sms) optical fiber structures on variation of macro bend and multimode
Zhang et al. Negative curvature hollow core fiber-functionalized cascaded structure for curvature sensing
Liñares et al. Diffraction-limited coupling efficiency between SMF connected by GRIN fibre lens
Musa et al. Effect of fiber profile parameters on the transmission properties of the tapered optical fibers
Noordegraaf et al. Efficient multi-mode to single-mode conversion in a 61 port photonic lantern
Dai et al. Theoretical Analysis for TFG in FMF Based on VCM

Legal Events

Date Code Title Description
MM9K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20190112