RU2606796C1 - Chirped microstructural waveguide and preparation method thereof - Google Patents
Chirped microstructural waveguide and preparation method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2606796C1 RU2606796C1 RU2015130127A RU2015130127A RU2606796C1 RU 2606796 C1 RU2606796 C1 RU 2606796C1 RU 2015130127 A RU2015130127 A RU 2015130127A RU 2015130127 A RU2015130127 A RU 2015130127A RU 2606796 C1 RU2606796 C1 RU 2606796C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capillaries
- working
- row
- core
- fiber
- Prior art date
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
Landscapes
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области нанотехнологий, предназначенных для производства оптического волокна, используемого для различных целей, в том числе сенсорных устройствах, передачи информации, лазерной физики, в нано- и оптоэлектронике, а также фотонике.The invention relates to the field of nanotechnology, intended for the production of optical fiber used for various purposes, including sensor devices, information transfer, laser physics, in nano- and optoelectronics, as well as photonics.
Кроме того, изобретение относится к способу формирования чирпированного микроструктурного волновода, состоящего из полой сердцевины, и оболочки в виде капиллярного массива, диаметры которого изменяются от центра к периферии.In addition, the invention relates to a method for forming a chirped microstructural waveguide, consisting of a hollow core, and a shell in the form of a capillary array, the diameters of which vary from center to periphery.
Чирпированный волновод относится к классу фотонно-кристаллических волокон. Это новый тип оптических волноводов, уникальные свойства которых определяются особой структурой оболочки и размерами полой сердцевины.A chirped waveguide belongs to the class of photonic crystal fibers. This is a new type of optical waveguides, the unique properties of which are determined by the special structure of the cladding and the dimensions of the hollow core.
Известна конструкция волокна патент GB 2350904 A [A photonic crystal fibre and its production], в котором полая сердцевина с более низким показателем преломления окружена оболочкой, которая включает периодические области с более высоким показателем преломления. Сердцевина имеет поперечный размер много больше расстояния между отверстиями периодической оболочки. Оболочка представляет гексагональный массив однородных капилляров. В волокнах этого типа свет распространяется посредством фотонной запрещенной зоны, которая формируется из материала оболочки. Способ изготовления такого оптического волокна, включает формирование сердцевины волокна и формирование структурной оболочки. Сначала происходит формирование структурной оболочки, при достижении геометрии структурной оболочки происходит формирование сердцевины, которое заключается в укладке коротких направляющих втулок в начале и в конце на торцах пучка, которые определяют геометрию и размеры центрального отверстия, далее происходит укладка оставшейся части пучка. Из такой заготовки производится вытяжка волокна.A known fiber design is GB 2,750,904 A [A photonic crystal fiber and its production], in which a hollow core with a lower refractive index is surrounded by a shell that includes periodic regions with a higher refractive index. The core has a transverse dimension much greater than the distance between the holes of the periodic shell. The shell represents a hexagonal array of homogeneous capillaries. In fibers of this type, light propagates through a photonic band gap, which is formed from the sheath material. A method of manufacturing such an optical fiber includes forming a fiber core and forming a structural sheath. First, the formation of the structural shell occurs, when the geometry of the structural shell is achieved, the core is formed, which consists in laying short guide bushings at the beginning and at the end of the beam, which determine the geometry and dimensions of the central hole, then the remaining part of the beam is laid. Fiber is drawn from such a blank.
Известно также волокно с полой жилой и дырчатой оболочкой в виде сот. Способ создания таких волокон реализован, например, в Институте радиотехники и электроники РАН [Nikitov S.A., Korshunova E.N., Chamorovskii Yu.K., Shatrov Microstructured A.D. Optical fibers: basic characteristics and prospects // The Phisics and Technology Applications of Wave Processes. Volgograd, September 2004. P. 8-18]. Изначально в заготовке сверлятся отверстия, а потом производится вытяжка. Такой способ более дорогой и трудоемкий, но позволяет создавать волокна с произвольной структурой показателя преломления - различный диаметр отверстий и несимметричное расположение отверстий, что открывает возможность получать дырчатые волокна с увеличенным двулучепреломлением и высокой нелинейностью.It is also known fiber with a hollow core and perforated sheath in the form of honeycombs. A method for creating such fibers is implemented, for example, at the Institute of Radio Engineering and Electronics of the Russian Academy of Sciences [Nikitov S.A., Korshunova E.N., Chamorovskii Yu.K., Shatrov Microstructured A.D. Optical fibers: basic characteristics and prospects // The Phisics and Technology Applications of Wave Processes. Volgograd, September 2004. P. 8-18]. Initially, holes are drilled in the workpiece, and then an extract is made. This method is more expensive and time-consuming, but allows you to create fibers with an arbitrary structure of the refractive index - a different diameter of the holes and the asymmetric arrangement of the holes, which opens up the possibility of producing holey fibers with increased birefringence and high non-linearity.
Способы получения микроструктурных оптических волокон включают этап производства заготовки и этап вытяжки волокон. Для производства заготовки применяют известные способы: сверление, шлифование, полирование, травление и раздувание продольных каналов в заготовках, сборку и перетяжку кварцевых заготовок, сформированных из набора труб и стержней различных форм в поперечном сечении; формирование структуры заготовки продавливанием через форму-шаблон (способ пригоден для легкоплавких материалов, например полимеров) и др.Methods for producing microstructural optical fibers include a preform production step and a fiber drawing step. Known methods are used for the production of billets: drilling, grinding, polishing, etching and inflating longitudinal channels in the billets, assembling and hauling quartz billets formed from a set of pipes and rods of various shapes in cross section; the formation of the workpiece structure by forcing through a mold (the method is suitable for fusible materials, such as polymers), etc.
Известно дырчатое волокно Патент US 6415079 B1 [Optical Fiber Gratings Having Internal Gap Cladding for Reduced Short Wavelength Cladding Mode Loss], которое может существенно уменьшить потери на малых длинах волн. Сердцевина такого волокна отделена от отражающей оболочки слоем воздушных каналов, параллельных оси волокна. Воздушные каналы имеют перемычки толщиной менее передаваемой длины волны и расположены периферически относительно центра сердцевины на расстоянии от 2 до 10 наибольших из передаваемых длин волн, при этом сердцевина оказывается как бы подвешенной в воздухе или в другом газе продольных каналов.Hole fiber is known to Patent US 6415079 B1 [Optical Fiber Gratings Having Internal Gap Cladding for Reduced Short Wavelength Cladding Mode Loss], which can significantly reduce losses at short wavelengths. The core of such a fiber is separated from the reflective sheath by a layer of air channels parallel to the fiber axis. The air channels have jumpers with a thickness less than the transmitted wavelength and are located peripherally relative to the center of the core at a distance of 2 to 10 of the largest transmitted wavelengths, while the core appears to be suspended in air or in another gas of the longitudinal channels.
Известен способ получения дырчатых волокон Патент US 5167684 [Process And Device Producing a Hollow Optical Fiber], который включает этап производства заготовки и этап вытяжки волокна. Этап производства заготовки включает получение в исходной заготовке, имеющей сердцевину и ось симметрии, двух каналов (пазов) с осями, параллельными оси заготовки, и сплавление исходной пазовой заготовки с опорными кварцевыми трубами. Этап вытяжки включает перетяжку заготовки в оптическое волокно с одновременной регулировкой давления газа внутри канала (каналов) заготовки при помощи пневматического устройства, присоединенного к верхнему концу заготовки. Способ позволяет получить полое волокно за счет формирования пазов в отражающей оболочке. Недостатком способа является невозможность получения оптического волокна с большим контрастом показателей преломления сердцевины и оболочки. Кроме того, не позволяет получать волокно с различными геометрическими формами сердцевины и оболочки.A known method for producing holey fibers is US Pat. No. 5,167,684 [Process And Device Producing a Hollow Optical Fiber], which includes a step for producing a preform and a step for drawing fibers. The step of manufacturing a workpiece involves obtaining in the initial workpiece having a core and an axis of symmetry two channels (grooves) with axes parallel to the axis of the workpiece, and fusing the original groove workpiece with supporting quartz tubes. The drawing step involves hauling the preform into an optical fiber while simultaneously adjusting the gas pressure inside the preform channel (s) using a pneumatic device attached to the upper end of the preform. The method allows to obtain a hollow fiber due to the formation of grooves in the reflective sheath. The disadvantage of this method is the inability to obtain an optical fiber with a large contrast of the refractive indices of the core and shell. In addition, it does not allow to obtain fiber with various geometric shapes of the core and sheath.
Все продемонстрированные аналоги показывают многообразие конструкций микроструктурных оптических волокон и технологий их изготовления.All of the demonstrated analogues show a variety of microstructural optical fiber designs and their manufacturing technologies.
Наиболее близким к предлагаемому способу изготовления является US 8215129 В2 [Method of drawing microstructured glass optical fibers from a preform, and a preform combined with a connector].Closest to the proposed manufacturing method is US 8215129 B2 [Method of drawing microstructured glass optical fibers from a preform, and a preform combined with a connector].
Микроструктурные волокна изготавливают путем укладки стеклянных элементов (стержней и труб) в макроскопических размерах для формирования пакета и дальнейшего его перетягивания. Оболочка микроструктурного волокна состоит из воздушных каналов, обеспечивая необходимый профиль показателя преломления для передачи света либо по твердой, либо по полой жиле. Размер воздушных отверстий в микроструктурном волокне обуславливается макроразмерами заготовки, которая формируется в увеличенном масштабе в приближении к необходимой структуре.Microstructural fibers are made by stacking glass elements (rods and pipes) in macroscopic dimensions to form a packet and then pull it further. The shell of the microstructural fiber consists of air channels, providing the necessary profile of the refractive index for the transmission of light through either solid or hollow core. The size of the air holes in the microstructured fiber is determined by the macro dimensions of the workpiece, which is formed on an enlarged scale in approximation to the desired structure.
Заготовку для микроструктурного оптического волокна соединяют разъемом с внешним контроллером давления. Микроструктурная заготовка, включающая множество продольных отверстий, которые формируют укладкой капилляров, соединяют разъемом, содержащим множество камер, каждую камеру присоединяют к внешнему источнику давления. Заготовка выполнена с возможностью соединения одной или более из указанных камер с отверстиями оболочки по рядам, причем в пакете первый ряд капилляров от жилы выдвигают на определенную длину, далее второй ряд выдвигают на меньшее расстояние, третий еще меньше и так далее. Таким образом, заготовку, соединенную разъемом, перетягивают в волокно, контролируя давление газа в отверстиях контроллером давления, причем в каждой камере различных секций может быть разное давление, т.е. в разных рядах капиллярной укладки.A blank for microstructured optical fiber is connected by a connector to an external pressure controller. A microstructure preform, including many longitudinal holes that are formed by laying capillaries, is connected by a connector containing many chambers, each chamber is connected to an external pressure source. The workpiece is made with the possibility of connecting one or more of these chambers with the shell openings in rows, and in the package, the first row of capillaries from the core is extended to a certain length, then the second row is extended to a shorter distance, the third is even smaller and so on. Thus, the preform connected by the connector is pulled into the fiber, controlling the gas pressure in the holes by the pressure controller, and in each chamber of different sections there can be a different pressure, i.e. in different rows of capillary styling.
Однако на практике это дорого и относительно сложно в изготовлении капилляров различных внутренних диаметров и трудно предсказать поведение таких структур во время вытягивания.However, in practice it is expensive and relatively difficult to make capillaries of various internal diameters and it is difficult to predict the behavior of such structures during drawing.
Задача изобретения - разработка чирпированных структур с помощью многократных перетяжек, присущих волоконной технологии, а также расширение функциональных возможностей сборки необходимых конструкций микроструктурных волокон, благодаря сочетанию различных геометрий и типов стекол, создание уникальных конструкций, не имеющих аналогов по свойствам, и технологий, простых и воспроизводимых по своей реализации.The objective of the invention is the development of chirped structures using multiple constrictions inherent in fiber technology, as well as expanding the functionality of assembling the necessary structures of microstructural fibers, due to the combination of various geometries and types of glasses, creating unique structures that have no analogues in properties, and simple and reproducible technologies in its implementation.
Техническим результатом является создание конструкции чирпированного волновода и его изготовление. Создание волновода с чередующимися слоями с большим и меньшим показателем преломления, оптическая толщина которых изменяется от первого слоя до последнего. В таких структурах отражение различных спектральных компонент локализовано в различных областях внутри чирпированной структуры. В результате спектральной зависимости глубины проникновения излучения в структуру почти полностью исключается дисперсия. Крайне низкая дисперсия, небольшие потери позволяют использовать их в качестве прецизионных сенсорных устройств.The technical result is the creation of the design of a chirped waveguide and its manufacture. Creating a waveguide with alternating layers with a large and lower refractive index, the optical thickness of which varies from the first layer to the last. In such structures, the reflection of various spectral components is localized in different regions within the chirped structure. As a result of the spectral dependence of the depth of radiation penetration into the structure, dispersion is almost completely eliminated. Extremely low dispersion, small losses allow them to be used as precision sensor devices.
Поставленная задача решается, а указанный результат достигается тем, что конструкция фотонно-кристаллического чирпированного волокна состоит из центрального волноведущего дефекта-жилы (цельного или полого) и структурированной оболочки, однако структурированная оболочка представлена в виде массива рабочих капилляров разных диаметров, размеры которых возрастают от центра к периферии, причем центры возрастающих по диаметру рабочих капилляров находятся на радиальной оси центральной жилы, а линии, проведенные через точки касания и центры рабочих капилляров, образуют равнобочные трапеции (трапецеидальная укладка) и массив удерживающих капилляров или цилиндров - вставок, выполненных из более жесткого стекла, заполняющих пространство между рабочими капиллярами для устойчивости конструкции, причем размеры вставок также возрастают от центра к периферии. Способ его изготовления включает нагрев исходной заготовки и вытягивания трубок и цилиндров необходимых диаметров, сборку пакетов определенной топологии, перетяжку в волокно, а для формирования полой сердцевины также используют направляющую трубку, длина которой составляет 1/4-1/5 длины собираемого пакета, диаметр с учетом толщины стенки соответствует размеру полой сердцевины (жилы), однако укладку пакета осуществляют следующим образом - по образующей этой трубки укладывают первый ряд рассчитанных самых маленьких рабочих капилляров, закрепляют их на трубке, а в промежутки между соприкасающимися рабочими капиллярами укладывают первый ряд самых маленьких капилляров или цилиндров вставок, выполненных из более жесткого стекла, закрепляют и укладывают второй ряд уже больших, также рассчитанных рабочих капилляров, и также в промежутки второго ряда рабочих капилляров укладывают капилляры или цилиндры вставки уже большего размера, также выполненных из более жесткого стекла, и так формируют третий, четвертый, пятый, шестой и т.д. Далее собранный пакет помещают в опорную трубу, закрепляя его капиллярами или цилиндрами вставками, выполненными из более жесткого стекла, и перетягивают в волокно с требуемыми параметрами.The problem is solved, and the specified result is achieved by the fact that the design of the photonic crystalline chirped fiber consists of a central waveguide defect-core (solid or hollow) and a structured shell, however, the structured shell is represented as an array of working capillaries of different diameters, the dimensions of which increase from the center to the periphery, and the centers of the working capillaries increasing in diameter are located on the radial axis of the central core, and the lines drawn through the points of tangency and cent s working capillaries form isosceles trapezoid (trapezoidal laying) and the array retaining capillary or cylinders - inserts made of a hard glass, filling the space between the working capillary structure for stability, the dimensions of inserts also increases from the center to the periphery. The method of its manufacture includes heating the initial billet and drawing tubes and cylinders of the required diameters, assembling packages of a certain topology, hauling into fiber, and a guide tube is also used to form a hollow core, the length of which is 1 / 4-1 / 5 of the length of the assembled package, diameter with taking into account the wall thickness corresponds to the size of the hollow core (core), however, the package is laid as follows - the first row of the calculated smallest working capillaries is laid along the generatrix of this tube they are replicated on the tube, and in the intervals between the contacting working capillaries they lay the first row of the smallest capillaries or insert cylinders made of tougher glass, fix the second row of already large, also calculated working capillaries, and also lay in the intervals of the second row of working capillaries capillaries or insertion cylinders of a larger size, also made of tougher glass, and so form the third, fourth, fifth, sixth, etc. Next, the assembled bag is placed in a support tube, securing it with capillaries or cylinders with inserts made of tougher glass, and pulled into a fiber with the required parameters.
Сопутствующими техническими результатами являются:Related technical results are:
- получение широкого круга геометрических форм области сердцевины и массива структурной оболочки волокон, создание любого профиля изменения периодичности от полой сердцевины к периферии, например, по степенному закону, в слоях, прилегающих к полой сердцевине, создание необходимых размеров воздушных капилляров и толщин стенок первого и последующих рядов, соответствующих необходимым границам спектра пропускания,- obtaining a wide range of geometric shapes of the core region and the array of the structural shell of the fibers, creating any profile of periodicity changes from the hollow core to the periphery, for example, according to a power law, in the layers adjacent to the hollow core, creating the necessary sizes of air capillaries and wall thicknesses of the first and subsequent series corresponding to the necessary boundaries of the transmission spectrum,
- повышение воспроизводимости конструкций и технологии изготовления микроструктурных оптических волокон и снижение стоимости производства.- increasing the reproducibility of structures and manufacturing technology of microstructural optical fibers and reducing the cost of production.
Конструкция чирпированного фотонно-кристаллического волокна представлена на Фиг. 1, где 1 - центральная полая волноведущая жила, 2 - рабочие капилляры, диаметры которых увеличиваются от жилы к периферии (наружной опорной трубке), 3 - цилиндры - удерживающие вставки. Также продемонстрированы тип и ориентация укладки.The construction of a chirped photonic crystal fiber is shown in FIG. 1, where 1 is the central hollow wave guide, 2 - working capillaries, the diameters of which increase from the core to the periphery (outer support tube), 3 - cylinders - holding inserts. The styling type and orientation are also shown.
Схема локализации отражения различных длин волн λI слоями структуры приведена на Фиг 2. В зависимости от длины волны свет отражается от различных резонансных участков чирпированной оболочки, эффективно локализует отраженное излучение.The localization scheme of the reflection of various wavelengths λ I by the layers of the structure is shown in FIG. 2. Depending on the wavelength, light is reflected from various resonant sections of the chirped shell, effectively localizing reflected radiation.
Структурная оболочка, в которой расположение отверстий соответствует определенному закону расположения, называется чирпированной оболочкой. Фотонно-кристаллический волновод с чирпированной оболочкой показывает несколько локализованных зон максимального пропускания в спектре и имеет области, где полностью подавляются дисперсионные резонансы высших порядков по сравнению с обычными конструкциями полых волноводов. На Фиг. 3 показана геометрия чирпированного волновода, а - рассчитанное поле моды для полой сердцевины диаметром 22 мкм на длине волны 650 нм, б - фотография поперечного сечения волновода со сканирующего электронного микроскопа, в - фотография поперечного сечения волновода, полученного при помощи оптического микроскопа, на которой продемонстрировано изображение полой сердцевины волновода при распространении излучения длиной волны 720 нм. Чирпированное фотонно-кристаллическое волокно состоит из полой сердцевины, окруженной структурируемой оболочкой с пятью рядами рабочих капилляров разных диаметров, при этом каждый ряд содержит 30 идентичных рабочих капилляров. Между рабочими капиллярами введены удерживающие капилляры вставки, выполненные из более жесткого стекла (температура размягчения у них выше, чем у стекла рабочих капилляров на 20°-30°С), которые за счет перетяжки приобретают ромбическую форму, соответствующую зазорам, образованным касанием четырех соседних рабочих капилляров.A structural shell in which the location of the holes corresponds to a particular arrangement is called a chirped shell. A chirped-clad photonic crystal waveguide shows several localized zones of maximum transmission in the spectrum and has regions where higher-order dispersion resonances are completely suppressed compared to conventional hollow waveguide designs. In FIG. Figure 3 shows the geometry of a chirped waveguide, a is a calculated mode field for a hollow core with a diameter of 22 μm at a wavelength of 650 nm, b is a photograph of a cross section of a waveguide from a scanning electron microscope, and c is a photograph of a cross section of a waveguide obtained using an optical microscope, which shows image of the hollow core of the waveguide during the propagation of radiation with a wavelength of 720 nm. A chirped photonic crystal fiber consists of a hollow core surrounded by a structured sheath with five rows of working capillaries of different diameters, with each row containing 30 identical working capillaries. Between the working capillaries introduced capillary holding inserts made of tougher glass (the softening temperature is higher than that of the glass of working capillaries by 20 ° -30 ° C), which, due to the waist, acquire a rhombic shape corresponding to the gaps formed by touching four adjacent workers capillaries.
Главным эффектом чирпированной структуры является получение спектрального распределения острых резонансных пиков в зависимости от количества рядов, размеров рабочих капилляров и их толщин стенок в массиве структурированной оболочки волокна.The main effect of the chirped structure is to obtain the spectral distribution of sharp resonant peaks depending on the number of rows, sizes of working capillaries and their wall thicknesses in an array of structured fiber sheath.
Пример реализации конструкции и способа изготовленияAn example of the implementation of the design and manufacturing method
Предварительно изготавливают трубки, рабочие капилляры, капилляры вставки. Трубка, в которую помещают собранный пакет, выполнена из оптического стекла марки ТФ-10 и имеет наружный диаметр 43,0 мм и внутренний 40,5 мм. Далее из стеклянных трубок марки ТФ-10 наружным диаметром 22 мм и внутренним диаметром 18,3 мм вытягивают рабочие капилляры для пяти рядов:Pre-made tubes, working capillaries, capillaries insert. The tube into which the assembled bag is placed is made of optical glass of the TF-10 brand and has an outer diameter of 43.0 mm and an inner diameter of 40.5 mm. Further, working capillaries for five rows are pulled out of glass tubes of the TF-10 brand with an outer diameter of 22 mm and an inner diameter of 18.3 mm:
- первый ряд наружный диаметр капилляров 1,45 мм, толщина стенки 0,092 мм;- the first row, the outer diameter of the capillaries is 1.45 mm, the wall thickness is 0.092 mm;
- второй ряд наружный диаметр капилляров 1,8 мм, толщина стенки 0,112 мм;- the second row, the outer diameter of the capillaries is 1.8 mm, the wall thickness is 0.112 mm;
- третий ряд наружный диаметр капилляров 2,22 мм, толщина стенки 0,14 мм;- the third row, the outer diameter of the capillaries is 2.22 mm, the wall thickness is 0.14 mm;
- четвертый ряд наружный диаметр капилляров 2,71 мм, толщина стенки 0,167 мм;- the fourth row, the outer diameter of the capillaries is 2.71 mm, the wall thickness is 0.167 mm;
-пятый ряд наружный диаметр капилляров 3,22 мм, толщина стенки 0,21 мм.- the fifth row, the outer diameter of the capillaries is 3.22 mm, the wall thickness is 0.21 mm.
Из трубок или цилиндров электровакуумного стекла С 93-1 вытягивают вставки-вкладыши:Insert tubes from the tubes or cylinders of the electric vacuum glass C 93-1:
- для первого ряда наружным диаметром 0,61 мм;- for the first row with an outer diameter of 0.61 mm;
- для второго ряда наружным диаметром 0,83 мм;- for the second row with an outer diameter of 0.83 mm;
- для третьего ряда наружным диаметром 0,95 мм;- for the third row with an outer diameter of 0.95 mm;
- для четвертого ряда наружным диаметром 1,03 мм;- for the fourth row with an outer diameter of 1.03 mm;
- капилляры, фиксирующие собранный пакет в трубке, наружным диаметром 2,3 мм.- capillaries fixing the assembled bag in the tube with an outer diameter of 2.3 mm.
Далее собирают пакет, на трубку из стекла С93-1 наружным диаметром 12,52 мм по образующей плотно укладывают 30 рабочих капилляров первого ряда, закрепляют на трубке, в промежутки касания рабочих капилляров укладывают 30 капилляров или цилиндров вставок первого ряда, также закрепляют на трубке. Затем снова укладывают рабочие капилляры второго ряда, причем их расположение совпадает с осью с капилляров первого ряда и диаметром опорной трубки, в промежутки касания рабочих капилляров второго ряда укладывают капилляры или цилиндры вставки второго ряда и так формируют пакет, состоящий, например, из пяти слоев рабочих капилляров. Каждый слой рабочих капилляров или вставок отдельно закрепляют на трубке. В результате имеем пакет с наружным размером 35,32 мм, по периметру этого пакета укладывают капилляры, промежуточный слой между трубкой оболочкой и непосредственно структурной вставкой, общий размер пакета становится 39,92 мм, внутренний размер трубки – 40,5 мм. Собранный пакет вставляют в трубку, фиксируют в механизме подачи заготовки, нагревают до температуры размягчения рабочих капилляров и перетягивают в заготовки, из которых затем вытягивают чирпированное фотонно-кристаллическое волокно с требуемыми размерами полой сердцевиной и чирпированной структурной оболочки.Next, a bag is assembled, 30 working capillaries of the first row are tightly laid on a C93-1 glass tube with an outer diameter of 12.52 mm along the generatrix, fixed on the tube, 30 capillaries or cylinder inserts of the first row are laid at intervals of contact between the working capillaries, and also fixed on the tube. Then, the working capillaries of the second row are again stacked, and their arrangement coincides with the axis of the capillaries of the first row and the diameter of the support tube; at the intervals of contact of the working capillaries of the second row, the capillaries or insert cylinders of the second row are laid and thus form a packet consisting, for example, of five layers of working capillaries. Each layer of working capillaries or inserts is separately fixed to the tube. As a result, we have a bag with an outer size of 35.32 mm, capillaries are laid around the perimeter of the bag, an intermediate layer between the shell tube and the structural insert itself, the total bag size becomes 39.92 mm, and the inner tube size is 40.5 mm. The assembled bag is inserted into the tube, fixed in the feeding mechanism of the preform, heated to the softening temperature of the working capillaries and pulled into preforms, from which the chirped photonic crystal fiber with the required dimensions of the hollow core and chirped structural shell is then pulled.
Изобретение проиллюстрировано следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.
На фигуре 1 представлена конструкция чирпированного фотонно-кристаллического волокна.The figure 1 shows the design of a chirped photonic crystal fiber.
На фигуре 2 представлена концепция чирпированного волновода. В зависимости от длины волны свет отражается от различных резонансных участков чирпированной оболочки, эффективно локализует отраженное излучение.Figure 2 shows the concept of a chirped waveguide. Depending on the wavelength, light is reflected from various resonant sections of the chirped shell, it effectively localizes reflected radiation.
На фигуре 3 представлена геометрия чирпированного волновода, (а) - рассчитанное поле моды для полой сердцевины диаметром 22 мкм на длине волны 650 нм, (б) - изображение поперечного сечения волновода, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа, (в) - изображение поперечного сечения волновода, полученное при помощи оптического микроскопа, которое демонстрирует распространение излучения с длиной волны 720 нм по полой сердцевине волновода.The figure 3 shows the geometry of the chirped waveguide, (a) the calculated mode field for the hollow core with a diameter of 22 μm at a wavelength of 650 nm, (b) the image of the cross section of the waveguide obtained using a scanning electron microscope, (c) the image of the cross section a waveguide obtained using an optical microscope, which shows the propagation of radiation with a wavelength of 720 nm along the hollow core of the waveguide.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015130127A RU2606796C1 (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Chirped microstructural waveguide and preparation method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015130127A RU2606796C1 (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Chirped microstructural waveguide and preparation method thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2606796C1 true RU2606796C1 (en) | 2017-01-10 |
Family
ID=58452590
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015130127A RU2606796C1 (en) | 2015-07-21 | 2015-07-21 | Chirped microstructural waveguide and preparation method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2606796C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110422999A (en) * | 2019-07-31 | 2019-11-08 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | For manufacturing the cellular tooling and its manufacturing method of photon crystal optical fiber preformed rod |
| CN113776722A (en) * | 2021-07-27 | 2021-12-10 | 西北工业大学 | Preparation process of micro-cylinder sensor measurement array |
| WO2023287325A1 (en) * | 2021-07-13 | 2023-01-19 | Дмитрий Евгеньевич ГЛУХОВ | Multi-spectral probing method for the diagnostic assessment of biological objects |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030068150A1 (en) * | 2001-10-10 | 2003-04-10 | Rayteq Photonic Solutions Ltd. | Termination of end-faces of air-clad and photonic-crystal fibers |
| WO2004057394A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Crystal Fibre A/S | Photonic bandgap optical waveguide |
| US20050226578A1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-13 | Mangan Brian J | An Optical Fiber And Method For Making An Optical Fiber |
| US7110650B2 (en) * | 2003-09-12 | 2006-09-19 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method for configuring air-core photonic-bandgap fibers free of surface modes |
| CN101840020A (en) * | 2010-06-08 | 2010-09-22 | 南京邮电大学 | Infrared optical fiber |
| CN102981212A (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-20 | 苏州佳因特光电科技有限公司 | Photonic bandgap fiber |
| WO2014132963A1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-04 | 株式会社フジクラ | Method for manufacturing preform for photonic band gap fiber, method for manufacturing photonic band gap fiber, preform for photonic band gap fiber, and photonic band gap fiber |
-
2015
- 2015-07-21 RU RU2015130127A patent/RU2606796C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20030068150A1 (en) * | 2001-10-10 | 2003-04-10 | Rayteq Photonic Solutions Ltd. | Termination of end-faces of air-clad and photonic-crystal fibers |
| WO2004057394A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Crystal Fibre A/S | Photonic bandgap optical waveguide |
| US7110650B2 (en) * | 2003-09-12 | 2006-09-19 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Method for configuring air-core photonic-bandgap fibers free of surface modes |
| US20050226578A1 (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-13 | Mangan Brian J | An Optical Fiber And Method For Making An Optical Fiber |
| CN101840020A (en) * | 2010-06-08 | 2010-09-22 | 南京邮电大学 | Infrared optical fiber |
| CN102981212A (en) * | 2011-09-06 | 2013-03-20 | 苏州佳因特光电科技有限公司 | Photonic bandgap fiber |
| WO2014132963A1 (en) * | 2013-02-26 | 2014-09-04 | 株式会社フジクラ | Method for manufacturing preform for photonic band gap fiber, method for manufacturing photonic band gap fiber, preform for photonic band gap fiber, and photonic band gap fiber |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Julia S. Skibina, A chirped photonic-crystal fibre, Nature Photonics 2, 679 - 683, 2008, Published online: 12 October 2008. Yu.S. Skibina, Photonic crystal fibres in biomedical investigations, Quantum Electronics 41 (4) 284- 301, 2011. Jiali Yu et al., Characterization and application of chirped photonic crystal fiber in multiphoton imaging, OPTICS EXPRESS, Vol. 22, No 9, 05.06.2014. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110422999A (en) * | 2019-07-31 | 2019-11-08 | 中国船舶重工集团公司第七0七研究所 | For manufacturing the cellular tooling and its manufacturing method of photon crystal optical fiber preformed rod |
| WO2023287325A1 (en) * | 2021-07-13 | 2023-01-19 | Дмитрий Евгеньевич ГЛУХОВ | Multi-spectral probing method for the diagnostic assessment of biological objects |
| CN113776722A (en) * | 2021-07-27 | 2021-12-10 | 西北工业大学 | Preparation process of micro-cylinder sensor measurement array |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7400031B2 (en) | Hollow core optical fiber and laser system | |
| US20200278491A1 (en) | Antiresonant hollow core preforms and optical fibres and methods of fabrication | |
| JP4465527B2 (en) | Microstructured optical fiber, preform, and manufacturing method of microstructured optical fiber | |
| CN111812772B (en) | Hollow polarization-maintaining anti-resonance optical fiber and preparation method thereof | |
| JP7316996B2 (en) | Multicore fiber, manufacturing method thereof, optical transmission system, and optical transmission method | |
| JP5579210B2 (en) | Optical fiber preform manufacturing method | |
| WO2013088795A1 (en) | Method for manufacturing photonic band gap fiber | |
| JP5311417B2 (en) | Optical fiber manufacturing method, optical fiber preform and manufacturing method thereof | |
| US11034607B2 (en) | Hollow-core photonic bandgap fibers and methods of manufacturing the same | |
| US9482814B2 (en) | Multicore optical fiber and optical module | |
| RU2606796C1 (en) | Chirped microstructural waveguide and preparation method thereof | |
| CN111443419B (en) | Large-mode-field bending-resistant multi-core few-mode optical fiber | |
| JP2009211066A (en) | Photonic bandgap optical fiber and method of manufacturing the same | |
| US8971684B2 (en) | Method of producing preform for coupled multi-core fiber, method of producing coupled multi-core fiber, and coupled multi-core fiber | |
| JP5520622B2 (en) | Photonic band gap fiber manufacturing method and photonic band gap fiber | |
| JP7335817B2 (en) | Multicore fiber and its manufacturing method | |
| US20160002089A1 (en) | Method for manufacturing preform for photonic band gap fiber, method for manufacturing photonic band gap fiber, preform for photonic band gap fiber, and photonic band gap fiber | |
| JP7400585B2 (en) | Method for manufacturing multi-core fiber base material and method for manufacturing multi-core fiber | |
| WO2018138736A2 (en) | Optical fiber draw assembly and fabricated optical fiber thereof | |
| RU2531127C2 (en) | Photonic crystal waveguide for selective transmission of optical radiation | |
| JP2024502562A (en) | Anti-resonant optical component and its manufacturing method | |
| JP2003040637A (en) | Production method for optical fiber, and optical fiber | |
| JP2007041166A (en) | Photonic band gap fiber and method of manufacturing the same | |
| US20170363804A1 (en) | Multicore fiber having elliptical cores | |
| Yu et al. | A new generation of plastic optical fibers and its functional exploiting |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170722 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20180508 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190722 |