Wyniki 1-10 spośród 10 dla zapytania: authorDesc:"LESZEK R. JAROSZEWICZ"

Sprzęgacz światłowodowy na włóknie mikrostrukturalnym

Czytaj za darmo! »

Wzrost zainteresowania właściwościami propagacyjnymi światłowodów fotonicznych wymaga dostosowywania obecnie istniejących elementów torów światłowodowych do wymagań technicznych tych włókien. Dla szerszego wykorzystania tych włókien do użytku powszechnego należy wykonać elementy, które pozwolą na dowolne prowadzenie fali - układy wprowadzające, sprzęgające itp. Jednym z elementów jakie post[...]

Aplikacyjne możliwości technologii przewężek w dziedzinie włókien fotonicznych - fotoniczny sprzęgacz szerokopasmowy


  Dotychczasowy rozwój technologii i zastosowań światłowodów mikrostrukturalnych pokazuje, że tego typu włókna są i będą w najbliższej przyszłości bardzo ważnymi elementami wykorzystywanymi w dziedzinie sensorów wielkości fizycznych i chemicznych. Dzięki ich geometrii można budować układy o znacznie większej czułości niż w przypadku czujników bazujących na włóknach standardowych jednomodowych, czy utrzymujących polaryzację. Włókna mikrostrukturalne charakteryzuje bowiem większa łatwość dotarcia z materiałem światłoczułym do wewnętrznej struktury włókna. Pozwala to na bezpośrednie oddziaływanie prowadzonej wiązki świetlnej z materiałem czujnika. Oczywiście jest to okupione pojawiającymi się trudnościami technologicznymi związanymi z integracją tego typu włókien ze standardem połączeń stałych i rozłącznych powstałym w dobie rozwoju telekomunikacyjnych zastosowań włókien światłowodowych, czy także większego tłumienia sygnału optycznego. Optyka światłowodowa oparta na standardowych włóknach jednodomowych i utrzymujących polaryzację rozwinęła znakomicie aplikacje różnego typu elementów wytworzonych na ich bazie np. tłumiki, sprzęgacze, polaryzatory, przełączniki optyczne, itp. Elementy te jednak nie do końca mogą być wykorzystane w technologii światłowodów mikrostrukturalnych z uwagi na trudność tworzenia struktur typu in-line. Dodatkowo niezwykle interesujące z aplikacyjnego punktu widzenia nieliniowe właściwości włókien mikrostrukturalnych także nie mogą być w pełni wykorzystane bez możliwości ich integracji ze standardem połączeń. Problem ten rozwiązać można tworząc systemy hybrydowe rozwijając technologię łączenia włókien [...]

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


  Łączenie włókien fotonicznych ze standardowymi włóknami telekomunikacyjnymi stanowi nadal wyzwanie. Zbudowanie takiego połączenia daje możliwość przeprowadzenia pomiarów z wykorzystaniem ogólno dostępnych przyrządów pomiarowych i odpowiadającego standardom dla włókien telekomunikacyjnych (najczęściej zakończonych złączem typu FC/PC lub FC/APC). Otwiera to możliwość pomiaru efektów generowanych w specjalnie zaprojektowanych włóknach (np. do kompensacji dyspersji), które nie były możliwe do zmierzenia bez wytworzenia takowego połączenia. Do wytworzenia pigtaila (FC/PC+SMF28-PCF) użyto trzech rodzajów włókien. Pierwszym z nich było standardowe włókno światłowodowe firmy Corning® (SMF-28) [3] zakończone złączem FC/PC. Drugim było włókno o ultra wysokiej aperturze numerycznej firmy Nufern (UHNA4) [4]. Ostatnim włóknem użytym było włókno fotoniczne o zawieszonym rdzeniu wytworzone w Zakładzie Technologii Światłowodów UMCS (P2). Użycie włókna UHNA4 było konieczne aby poprawić niedopasowanie modowe pomiędzy włóknami, a co za tym idzie zmniejszyć straty powstałe w wyniku połączenia [...]

Światłowodowy demodulator fazy - model i wyniki eksperymentalne


  Różne metody analizy obrazów prążkowych a także modulacji i demodulacji sygnałów świetlnych w tym w światłowodach zaprezentowane są w pracach [1-5]. Optyczna demodulacja fazy jest trudna w realizacji i w dalszym ciągu jest przedmiotem zainteresowania szczególnie w dziedzinie czujników światłowodowych [5]. Idea i pierwsze symulacje numeryczne prezentowanego demodulatora zaprezentowano w pracy [6]. Wykorzystano w nim: klasyczne interferencyjne doświadczenie Younga, własności transformacyjne cienkiej soczewki sferycznej oraz dwuelementowy fotodetektor z przerwą q - rys. 1. Rolę punktowych źródeł światła stanowią dwa światłowody zakończone kolimatorami na wyjściu których znajdują się pinhole o średnicy d. Wiązki po złożeniu na pryzmacie są do siebie równoległe i znajdują się obok siebie w odległości 2b [7-9]. W płaszczyźnie ogniskowej przedmiotowej soczewki skupiającej położone są pinhole, a w płaszczyźnie ogniskowej obrazowej powstaje ich dyfrakcyjny obraz Airy’ego zmodulowany przestrzennie.[...]

Konstrukcja A-FORS-3 – autonomicznego światłowodowego sejsmometru rotacyjnego


  Rejestracja efektów rotacyjnych [1, 2] występujących podczas zdarzeń sejsmicznych wymaga konstrukcji nowego rodzaju sejsmometrów, ponieważ klasyczne sejsmometry są bezwładnościowymi czujnikami przyśpieszenia liniowego (prędkości liniowej), dlatego nie mogą być bezpośrednio zastosowane do rejestracji ruchu obrotowego. Oczywistym rozwiązaniem tego problemu wydaje się zastosowanie jako sejsmometru rotacyjnego światłowodowego interferometru Sagnaca. Zasadniczym czynnikiem różniącym A-FORS-3 od klasycznych konstrukcji giroskopów światłowodowych jest fakt, iż mierzy on prędkość kątową a nie kąt [3, 4]. Dlatego też problem dryfu występujący w giroskopach optycznych jest tutaj praktycznie do pominięcia. Układ czujnika został zoptymalizowany pod kątem osiągnięcia jak największej czułość, z czym związana była maksymalizacji takich parametrów jako: promień pętli czujnika, moc optyczna źródła i długość użytego włókna. Zapewnienie mobilności takiego układu oraz bezawaryjnego przesyłania rejestrowanych dany[...]

Światłowodowy czujnik temperatury progowej na bazie wypełnionego włókna mikrostrukturalnego


  Fotoniczne włókna światłowodowe (PCF) lub inaczej mikrostrukturalne (MSF) są coraz częściej wykorzystywane w telekomunikacji i czujnikach światłowodowych. Możliwość zmiany geometrii otworów wewnętrznych,tworzących mikrostrukturę włókna prowadzącą wiązkę świetlną, pozwala modyfikować jego dyspersję, strukturę modową, dwójłomność czy też nieliniowość, a dzięki tym nowym własnościom stosować je tam gdzie wcześniej nie było to możliwe. Łatwy dostęp do otworów powietrznych pozwala również na wprowadzanie różnego typu materiałów do jego wnętrza. Najczęściej stosowane materiały to polimery [1], ciekłe kryształy [2, 3], specjalizowane ciecze immersyjne [4], ciecze z nanocząstakim [5], czy też złożone substancje organiczne [6]. Wykorzystanie procesu zwilżania kapilarnego jest najczęściej stosowaną techniką wypełniania mikrostruktury włókna [1-6]. Tak przygotowane włókna stają się podstawą konstrukcji różnego typu elementów światłowodowych takich jak przełączniki optyczne, tłumiki optyczne czy też optody czujników chemicznych. W niniejszej pracy do wytworzenia czujnika temperatury progowej wykorzystano komercyjnie dostępne włókno światłowodowe typu LMA10 produkowane przez firmę NKT Photonics [7]. Zostało ono wypełnione substancją organiczną wykorzystując do tego celu wyżej wspomnianą technikę, a optodę czujnika tworzy patchcord światłowodowy zakończony standardowymi złączami FC/PC. Światłowodowy czujnik progowej wartości temperatury Opracowana w Zakładzie Technicznych Zastosowań Fizyki WAT aparatura pozwala na wyp[...]

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


  Włókna mikrostrukturalne (MSFs) posiadają niezwykle atrakcyjne własności umożliwiające badanie efektów nieliniowych [1]. Jednym z stosunkowo niedawno odkrytych najbardziej znanych efektów nieliniowych jest proces generacji typu superconinuum. Tego typu generacja została opisana teoretycznie z dodatkowym numerycznym opisem zachodzących zjawisk z uwzględnieniem parametrów geometrycznych włókien [1]. Precyzyjne opracowanie własności dyspersyjnych pozwala na określenie wpływu na poszczególne efekty nieliniowe [13]. Istotna jest możliwość szerokiego przestrajania własności dyspersyjnych w kierunku normalnym lub anomalnym [6, 9, 11]. Tolerancje technologiczne decydują o uzyskiwanych właściwościach dyspersyjnych włókien dlatego muszą spełniać odpowiednie poziomy korelacji z numerycznymi rezultatami w celu zachowania odpowiednich parametrów. Większość prezentowanych dotychczas rezultatów charakteryzacji dyspersji chromatycznej w MSFs dotyczy jednego lub dwóch włókien które są weryfikowane z numerycznymi rezultatami [2, 3, 4, 8, 10, 12, 14]. Wpływ tolerancji technologicznych dla licznych serii włókien nie był obiektem badań. Interferometryczna metoda pozwala na charakteryzację bardzo krótkich odcinków włókien wykorzystywanych do generacji typu supercontinuum z ekstremalną precyzją [3, 12]. W artykule przedstawiamy podstawy zasad charakteryzacji własności dyspersyjnych włókien wraz z eksperymentalnymi rezultatami z wykorzystaniem metody interferometrycznej. W rozdziale drugim prezentujemy rezultaty pomiaru dyspersji chromatycznej oraz numerycznych obliczeń. Wyniki pomiaru dla serii światłowodów o zróżnicowanych parametrach geometrycznych pozwolą na uzyskanie informacji na temat możliwości modyfikacji własności dyspersyjnych. Możliwości sterowania parametrami geometrycznymi wiążą się ze zmianą warunków generacji efektów nieliniowych w tego typu strukturach (rys. 1b). Teoretyczne podstawy charakteryzacji własności dyspersyjnych Dyspe[...]

System do pomiaru Apertury Numerycznej w światłowodach specjalnych


  W światłowodach klasycznych, światło jest prowadzone w materiale na podstawie różnicy we współczynniku załamania pomiędzy rdzeniem a płaszczem. Apertura Numeryczna (NA) w tym typie światłowodów wykazuje niewielkie właściwości dyspersyjne w całym spektrum, zatem pomiar dla pojedynczej długości fali jest zupełnie wystarczający do scharakteryzowania NA. Inną sytuację mamy w przypadku światłowodów mikrostrukturalnych (MSF) gdzie światło jest prowadzone na podstawie geometrii wewnętrznych otworów. W tym typie światłowodów NA zmienia się wraz ze wzrostem długości fali. Właściwości NA w zależności od rodzaju prowadzenia przedstawione są na rysunku 1. Odmienny charakter NA dla różnych włókien był motywacją do stworzenia układu precyzyjnego wyznaczania NA w światłowodach specjalnych. Dzięki tak zdobytej wiedzy o aperturze numerycznej mierzonych światłowodów możliwe jest optymalizowanie efektywnego łączenia, sprzęgania oraz wprowadzania światła do różnorodnych typów światłowodów[1]. Ponadto w światłowodach nie posiadających symetrii kołowej NA może się zmieniać nie tylko z długością fali ale, również z obrotem włókna wokół własnej osi. Dlatego system do [...]

Właściwości czujnikowe światłowodowych siatek Bragga na kilkumodowych wysoce dwójłomnych włóknach mikrostrukturalnych


  Jednym z najciekawszych tematów w dziedzinie fotoniki i technologii światłowodowej w ostatnich latach stały się włókna mikrostrukturalne MSF (ang. Microstructured Fibers), zwane również włóknami fotonicznymi PCF (ang. Photonic Crystal Fibre) [1]. Dzięki praktycznie nieograniczonym możliwościom doboru parametrów i właściwości propagacyjnych poprzez odpowiednie zaprojektowanie geometrii i domieszkowania, znalazły one zastosowania w bardzo wielu dziedzinach fotoniki (w generacji supercontinuum [2], w laserach światłowodowych [3], jako włókna kompensujące dyspersje lub jako włókna o zmniejszonej wrażliwości na makrozgięcia [4, 5]). Ponadto włókna MSF doskonale nadają się do zastosowań metrologicznych w światłowodowych czujnikach interferometrycznych oraz polarymetrycznych różnych wielkości fizycznych (między innymi temperatury, ciśnienia, wydłużenia, wygięcia oraz współczynnika załamania otoczenia [6-8]). W [9] przedstawiono teoretyczną oraz eksperymentalną analizę wpływu rozkładu oraz rozmiaru otworów powietrznych w trzech wysoce dwójłomnych włóknach mikrostrukturalnych dedykowanych do zastosowań czujnikowych na ich polarymetryczną czułość na temperaturę (KT). Okazało się, że dzięki odpowiednio zaprojektowanej geometrii włókna możliwe jest nie tylko znaczące wpływanie na wartość czułości temperaturowej, ale również zmiana jej znaku, co z kolei umożliwiło zaprojektowanie włókna o zerowej czułości temperaturowej. Wyniki te potwierdzają, że możliwe jest zaprojektowanie włókna do zastosowań w czujnikach mechanicznych niewymagających dodatkowych układów do kompensacji temperatury. W naszej niedawnej pracy [10] przedstawiliśmy inne włókno o innowacyjnej geometrii charakteryzujące się z kolei bardzo wysoką i stabilną dwójłomnością drugiego modu (~ 1,7 × 10-3 na 1550 nm). Jako że maksima modu drugiego rzędu[...]

Pomiar czułości włókien mikrostruturalnych przy wykorzystaniu interferometru Macha-Zehndera


  Unikalne właściwości światłowodów mikrostrukturalnych (MSF lub fotonicznych PCF), takie jak: nieskończona jednomodowa praca [1], niezwykłe właściwości dyspersyjne [2-5], bardzo duża średnica pola modu [6], wysoka dwójłomność [7] itd. Właściwości te wynikają z geometrycznego prowadzenia światła w światłowodzie. Zasadniczo PCFy zbudowane są z jednego materiału oraz z macierzy otworów powietrznych na całej długości włókna światłowodowego. Włókna takie maja szereg zalet w porównaniu do standardowych włókien światłowodowych (takich jak np. SMF- 28). Największą zaletą takich włókien jest obniżona czułość na temperaturę takiego włókna. Wynika ona z braku naprężeń termicznych występujących pomiędzy rdzeniem (domieszkowanym Ge), a płaszczem włókna światłowodowego. Właściwość ta była naszą motywacją do wykorzystania włókien MSF(PCF) jako ramię czujnikowe w światłowodowym interferometrze Macha-Zhendera. MSF i PCF były rozważane jako elementy czujnikowe przez ostatnich parę lat ze względu na ich niezwyczajne właściwości i teoretycznie niższą czułością temperaturową. Włókna te były wykorzystywane w różnych układach czujnikowych [7-8]. Jednakże według naszej wiedzy nie istnieją publikacje opisujące czujnikowe aplikacje światłowodowych interferometrów Macha-Zhendera na włóknach MSF do pomiarów rozciągania, zginania, ciśnienia statycznego i dynamicznego etc. Wiele publikacja pokazuje nieczułe temperaturowo interferometryczne czujniki światłowodowe oparte o konfiguracje interferometru Sagnaca (lub Fiber Loop Mirror) [8-10] gdzie do pomiarów zastosowane są źródła o szerokim zakresie spektralnym oraz optyczny analizator widmowy, które są elementami drogimi. Należy pamiętać że interferometr Sagnaca jest często ograniczony warunkami polaryzacji (zastosowanie włókien trzymających polaryzację). Kolejnym przykładem wykorzystania włókien MSF jest interferometr dwu-modowy [11-13] który może być wykorzystany jako sprzęgacz między modowy, selektywny fi[...]

 Strona 1