Оптические свойства изогнутых волоконных световодов
Диссертация
Дальнейшее изучение поляризационных свойств волокон spun привело к пониманию факта существования в этих волокнах спиральной (винтовой) структуры осей линейного встроенного ДЛП, что полностью объясняло накопившиеся к этому моменту экспериментальные факты без использования циркулярного ДЛП {15−17}. Получил новое звучание известный метод определения величины встроенного линейного ДЛП {18,19… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Крутой изгиб многомодового волоконного световода
- 1. 0. Моды прямолинейного световода
- 1. 1. Распространение излучения в области изгиба волокна
- 1. 2. Конформное отображение изогнутого световода в прямолинейный
- 1. 3. Эксперимент
- 1. 4. Пучковый режим выхода излучения на крутом изгибе волоконного световода
- Глава 2. Применения изгиба многомодового волоконного световода
- 2. 1. Чувствительный элемент датчика уровня жидкости
- 2. 2. Рефрактомет р
- 2. 3. Чувствительный элемент датчика температуры
- 2. 4. Волоконный термооптический коммутатор
- 2. 5. Волоконный термооптический аттенюатор
- 2. 6. Изгиб волокна в среде с интенсивной линией поглощения
- Глава 3. Потери от изгиба. Одномодовый волоконный световод
- Теория
- 3. 1. Аналогия констант распространения в световоде и уровней энергии частицы в потенциальной яме
- 3. 2. Чисто геометрический изгиб. Прямоугольный профиль показателя преломления
- 3. 3. Учет изменений в показателе преломления волокна на изгибе
- 3. 4. Треугольный профиль показателя преломления
- 3. 5. Двухволновый световод
- Глава 4. Потери от изгиба. Одномодовый волоконный световод
- Эксперимент
- 4. 1. Прямоугольный профиль показателя преломления
- 4. 2. Треугольный профиль показателя преломления
- Глава 5. Метод сканирования зон микроструктурного волокна при его изгибе
- 5. 1. Микроструктурный волоконный световод как совокупность сильно связанных коллективным взаимодействйЬм световодов треугольного сечения
- 5. 2. Метод сканирования зон микроструктурного волокна при его изгибе
- 5. 3. Эксперимент. Выход излучения в зоны первой и второй моды большого треугольника
- 5. 4. Модель и экспериментальные результаты. Обсуждение
- Глава 6. Изгиб в волокнах со спиральной (винтовой) структурой осей линейного двулучепреломления
- 6. 0. Некоторые определения
- 6. 1. Прямолинейные волокна с сильным линейным двойным лучепреломлением
- 6. 2. Прямолинейные волокна со спиральной (винтовой) структурой осей линейного двойного лучепреломления
- 6. 3. Измерение длины биений Ьъ внутреннего линейного двойного лучепреломления в spun волокнах
- 6. 4. Изгиб волокон со спиральной (винтовой) структурой осей линейного двойного лучепреломления
- 6. 5. 0. циркулярном двойном лучепреломлении
- 7. 1. Волокна со спиральной структурой слабого линейного двулучепреломления (LoBi)
- 7. 2. Измерения фазовой задержки в волокнах LoBi. Эксперимент
- 7. 3. Изгиб волокон LoBi. Эксперимент
- 8. 1. Требования к чувствительному элементу в волоконном интерферометрическом датчике тока
- 8. 2. Чувствительный элемент датчика тока
- 8. 3. Спиральная структура линейного ДЛП или циркулярное ДЛП?
Список литературы
- Topical Meeting on Optical Fiber Transmission, Williamsburg, Va, USA, (1975).
- A. W. Snyder, «Asimptotic expression for eigenfiinction and eigenvalues of a dielectric optical waveguides"',
- EE Trans. Microwave Theory Techn., (1969), v. MTT-17,1310.
- C.N.Kurt, W. Streifer, „Guided Waves in inhomogeneous focusing media“, IEEE Trans. Microwave Theory Techn., (1969), v. MTT-17,250
- D.Gloge, „Weakly guiding fibers“, Appl.Opt., (1971), v.10,2252.
- D.B.Keck, R.D.Maurer, P.C.Schultz, „On the ultimate lower limit of attenuation in glass optical waveguiedes“,
- Appl.Phys.Lett., (1973), v.22,307.
- D.B.Keck- „Spatial and temporal power transfer measurements on a low loss optical waveguide“,
- Appl.Opt., (1974), v.13,1882.
- Письма ЖТФ, (1975), т.1, № 15, 689.
- А.В.Белов, М. М. Бубнов, А. Н. Гурьянов, Д. Д. Гусовский, Г. Г. Девятых, Е. М. Дианов, А. С. Конов, В. Г. Лужаин, Е. П. Никитин, А. В. Николайчик, А. М. Прохоров, А. С. Южин, „Стеклянные волоконные световоды с малыми потерями“,
- Квант, электрон.,(1975), т.2, № 9,2106.
- А.В.Белов, А. Н. Гурьянов, Д. Д. Гусовский, Г. Г. Девятых, Е. М. Дианов, В. Г. Лужаин, А. В. Николайчик, А. М. Прохоров, А. С. Южин, „Стеклянный волоконный световод с распределенным по сечению показателем преломления“,
- Квант, электрон., (1976), т. З, № 3, 667.
- М.И.Ботвинкин, В. В. Григорьянц, М. Е. Жаботинский, В. Н. Исаков, Г. А. Иванов, НА. Коренева, О. И. Рябых, С. В. Шрейбер, Ю. КЧаморовский, „Световоды из кварцевого стекла с радиальным изменением содержания бора и фосфора“,
- Квант, электрон.,(1976), т. З, № 10,2304. 11. А. В. Белов, А. Н. Гурьянов, Г. Г. Девятых, Е. М. Дианов, В. Б. Неуструев, А. В. Николайчик, А. М. Прохоров, В, Ф. Хопин, А. С. Южин, „Стеклянный волоконный световод с потерями менее 1 дБ/км“.
- Квант, электрон., (1977), т.4, № 9, 2041.
- E.AJ.Marcatili, „Dielectric rectangular waveguide and directional coupler for integrated optics“,
- Bell SystTechn.J., (1969), v.48, 2071.
- L.Lewin, „Radiation from curved dielectric slabs and fibers“,
- EE Trans. Microwave Theory Techn., (1974), v. MTT-22, 718−727.
- A. W. Snyder, I. White, D.J.Mitchell, „Radiation from bent optical waveguides“, Electron Lett., (1975), v. ll, № 15, 332.
- E.F.Kuester, D.C.Chang, „Surface-wave radiation loss from curved dielectric slabs and fibers“, IEEE, J.Quant.Electron., (1975), QE-U, № 11, 903.
- D.Marcuse, „Field deformation and loss caused by curvature of optical fibers“, J.Opt.Soc.Am., (1976), v.66, № 4, 311, там же, 216.
- Gambling W.A., Matsumura H. b „Modes in curved step-index optical fibres“, Electron. Lett., (1977), v.13, № 18, 532.
- M.Heiblum, J.H. Harris, „Analisis of curved optical waveguides by conformal transformation“,
- EE J. Quant. Electronics, (1975), v. QE-11, № 1, 75.
- Патент Франции № 2 219 403, G 01 F 23/22, (1974)
- J.Sakai, T. Kimura, „Analitical bending loss formula of optical fibers with field deformation“,
- Radio Science, (1982), v.17, № 1, 21.
- P.Danielsen, D. Yevick, „Propagation beam analisis of bent optical waveguids“, J.Opt.Commun., (1983), v.4, № 3, 94.
- R.Baets, I.E.Lagasse, „Loss calculation design of arbitrary curved integrated optic waveguides“,
- J.Opt.Soc.Am., (1983), v.73, № 2, 177.
- H.F.Taylor, „Bending effects in optical fibers“, J. Lightwave Tech., (1984), v.2, № 5, 617.
- S.R.Norman, D.N.Payne, M.J.Adams, A.M. Smith, „Fabrication of single-mode fibres exhibiting axtremely low polarization birefrindence“,
- Electron.Lett., (1979), v.15, 309−311.
- L.Jeunhomme, M. Monerie, „Polarisation-maintaining single-mode fibre cable design“, Electron.Lett., (1980), v.16, 921−922.
- A.J. Barlow, D. N. Payne, „Polarisation maintenance in circularly-birefringent fibres“, Electron Lett. (1981), v.17, № 11, 388−389.
- A.J. Barlow, D. N. Payne, M.R.Hadley, R.J.Mansfield, „Production of single-mode fibers with negligible intrinsic birefringence and polarization mode dispertion“,
- Electron Lett. (1981), v. 17, № 20, 725−726.28.& H. Stolen andE. H. Turner, „Faraday rotation in highly birefringent optical fibers,“ Appl. Opt. (1980), v.19, 842−845.
- Ourmazd, M. P. Varnham, R. D. Birch, and D. N. Payne, „Thermal properties of highly birefringent optical fibers and preforms,“
- Appl. Opt. (1983), v.22, 2374−2379.
- R.D.Birch, M.P. Varnham, D.N.Payne, KOkamoto, „Fabrication of a stress-guiding optical fibre“,
- Electron Lett. (1983), v.19, № 21, 866−867,
- L.Li, J.R.Oian, D.N.Payne, „Current sensors using highly birefringent bow-tie fibres“ Electron Lett. (1986), v.23, № 21, 1142−1144,
- J.N.Ross, „The rotation of the polarization in low birefringence monomode optical fibres due to geometric effects“ ,
- Optical Quantum Electron. (1984), v.16, 455−461.
- A. M. Smith, „Birefringence induced by bends and twists in single-mode optical fiber,“ Appl. Opt. (1980), v.19. 2606−2611.
- Rashleigh S. C., „Origins and control of polarization effects in single-mode fibres“, J. Lightwave Technol. (1983), LT-1. № 2,312−331.
- Laming R.I., Payne D.N., „Electric current sensors employing spun highly birefringent optical fibers“,
- J. Lightwave Technol. (1989), v.7, № 12, 2084.
- S.M.Pietralunga, M. Ferrario, P. Mavtelli, M. Martinelli, „Direct observation oflocalbirefringence and axis rotation in spun fiber with centimetric resolution“, IEEE Photon.Tech.Lett.,(2004), 16, № 1,212−214
- J.N.Ross,-'"The rotation of the polarization in low birefringence monomode optical fibres due to geometric effects»
- Optical Quantum Electron., (1984), 16, 455−461
- J. С. Knight, T. A. Birks, P. S. J. Russell, and D. M. Atkin, «All-silica single-mode optical fiber with photonic crystal cladding,»
- Opt. Lett., (1996), 21,1547−1549
- Birks T.A., Knight J.C., RusselP.St.J., «Endlessly single-mode photonic crystal fiber,» Opt. Lett., (1997), 22, 961.
- УигерХ.-Г., Планарные и волоконные оптические волноводы", М.: Мир. (1980), 656 с.
- Э. Ферми, (2000), «Лекции по квантовой механике», «Регулярная и хаотическая динамика», Ижевск, 2000, 246 с.
- F.A'. Tien, «Integrated optics and new wave phenomena in optical waveguides» Rev.Mod.Phys., (1977), v.49, 361.
- С.Г.Кривошлыков, «Исследование распространения света в продольно-неоднородных средах с квадратичным поперечным распределением показателя преломления методом когерентных состояний»
- Диссертация канд. физ.-мат. наук, ФИАН, Москва, (1980)
- Э.Флюгге, «Задачи по квантовой механике», М. Мир, (1974), т.1, с. 62, 81.
- К ел и х С. «Молекулярная нелинейная оптика», М.: Наука, (1981), 671с.
- Справочник химика, (1962), т. I, М.: ГХИ.
- Абрамов В.В., Аргюн И. С., Жаботинский М. Е., Катаев А. Е., Соколов А.В.,
- Соснин В.П., Францессон А.В., «Кольцевая волоконно-оптическая система цифровых каналов»,
- Радиотехника (1982), 37, № 2, 48.
- Masuda S. «Variable attenuator for use in single-mode fiber transmission systems,» Appl. Opt. (1980), v. 19, № 14. p. 2435.
- BarbandyA., GalaapJ., Pat. France, № 2 422 971, G02B7/00.
- Когельник Г., «Теория диэлектрических волноводов», в сб. «Интегральная оптика» под ред. Т. Тамира,
- М., Мир, (1978), с.28−154.
- М.А. Леонтович, В. А. Фоку «Решение задачи о распространении электромагнитных волн вдоль поверхности Земли по методу параболического уравнения"1. ЖЭТФ, (1946), 16, 567.
- SakaiJ., Kimura Г., „Analitical bending loss formula of optical fibers with field deformation“,
- Radio Science (1982), v. 17, № 1. p.21.53. Danielsen P., YevickD.,
- J. Opt. Commun. 1983. v.4. № 3. p.94
- Baets R» Lagasse I.E., «Loss calculation and design of arbitrarily curved integrated-optic waveguides,»
- J. Opt. Soc. Am., (1983), v.73, № 2, 177.
- Tangonal G.L., Hsu H.P., Jones V., PokidskiJ., «Bend loss measurements for small mode field diameter fibres»,
- Electron. Lett. (1989), v.25. № 2, p.142.
- Kamikawa N., Chang C.-T., «Losses in small-radius bends in single-mode fibres», Electron. Lett. (1989), v.25. № 15, 947.
- Vendeltorp-Pommer H" HedelgaardP. J., «Bending loss and field distribution in a bent fiber calenlated with a beam propagating method»,
- Opt. Commun. (1990), v.75. № 1, 25
- Yamauchi J., Ikegaya M, Nakano 11. «Analysis of bent asymmetric slab waveguides by the beam propagation method»,
- Opt. Commun. (1990), v.79, № 5,291.
- ГауэрДж., «Оптические системы связи», М.: Радио и связь, (1989), 501с.
- Ахманов С.А., Никитин С. Ю., Физическая оптика. М.: Изд-во Моск. ун-та., (1998), с. 493.
- Hammond C.R., Nermann S.R., «Silica based binary glass systems refractive index behaviour and composition in optical fibres»,
- Opt. Quant. Electron., (1977), v.9, № 5, 399.
- Сажин О.Д., Волоконно-химические технологии, материалы и устройства (2001), № 4, М., с.66−72.
- Быков В.П., Шепелев Г. В., «Излучение атомов вблизи материальных тел», М., Наука, (1986), 161 с.
- Birks, Т.А.- Roberts, P.J.- Russell, P. S.J.- Atkin, D.M.- Shepherd, T.J., «Full 2-D photonic bandgaps in silica/air structures»,
- Electron. Lett., (1995), v.31, № 22, 1941
- Knight J. C., BroengJ., Birks T.A., Russel P.St. J., «Photonic band gap guidance in optical fibers»,
- Science, (1998), v.282, № 5393, 1476.
- Birks T.A., Knight J.C., Russel P.St.J., «Endlessly single-mode photonic crystal fiber,» Opt. Lett., (1997), v.22, № 13, 961.
- Saitoh К., KoshibaM., Hasegawa Т., Sasooka E., «Chromatic dispersion control in photonic crystal fibers: application to ultra-flattened dispersion,»
- Optics Express, (2003), v. l 1. № 8, 843.
- T. P. White, R. C. McPhedran, С. M. de Sterke, L. C. Botten, and M. J. Steel, «Confinement losses in microstructured optical fibers,»
- Opt. Lett., (2001), v.26, № 21, 1660
- P. White, В. T. Kuhlmey, R. C. McPhedran, D. Maystre, G. Renversez, С. M. de Sterke, and L. C. Botten, «Multipole method for microstructured optical fibers. I. Formulation,» J.OptSoc.Am.B. (2002), v. 19, № 10, 2322.
- В. T. Kuhlmey, T. P. White, G. Renversez, D. Maystre, L. C. Botten, С. M. de Sterke, and R. C. McPhedran, «Multipole method for microstructured optical fibers. II. Implementation and results,»
- J. Opt. Soc. Am. B, (2002), v.19, № 10, 2331. l\Johnson S.G., Joannopoulos J.D., «Block-iterative frequency-domain methods for Maxwell’s equations in a pianewave basis,» Optics Expres (2001), v.8, № 3, 173.
- Соколов B.O., Плотничеико В. Г., Дианов E.M., Препринт ИОФ РАН (2003), № 14.
- Никитов С.А., Коршунова Е. Н., Чаморовский Ю. К., Шатров А. Д., «Моделирование свойств микроструктурных оптических волокон», Ш Межд. науч.-тех. конф.
- Физика и технические приложения волновых процессов". Тезисы докладов. Волгоград. (2004), 6−12 сентября,
- Аксенов В.А., Воробьев И. Л., Волошин В. В. и др., «Моделирование свойств микроструктурных оптических волокон»,
- Радиотехника и электроника", (2006), т.51, № 11,1294
- Tajima К., Nakajima К., Kurokawa К., el al., OFC-2002, ThS3
- Richardson D.J., Furusawa K., Ebendorf-Heidepriem K, et al., OFC-2004, ThAl.
- Мандельштам JI. K, «Лекции по теории колебаний»,
- М., «Наука», (1972), с.214−220.
- Чаморовский Ю. К, частное сообщение.
- Azzam R.M.A., Bashara N.M., «Ellipsometry and Polarised Light», Amsterdam New York — Oxford: North Holland Publ. Сотр., (1977) — «Эллипсометрия и поляризованный свет», 1. М: «Мир», (1981), 583с.
- Гинзбург В, Л., «Об исследовании напряжений оптическим методом», ЖТФ. 1944. T.14.N3. С. 181−192.
- Гинзбург В.Л., «Распространение электромагнитных волн в плазме», 1. М.: ГИФМЛ, 1960, 552 с.
- Суворов Е.В., «О распространении электромагнитных волн в плазме с широм магнитного поля»,
- Изв. вузов. Радиофизика. 1972. Т.14, N9. С.1320−1324.
- Железняков В.В., Кочаровский В. В., Кочаровский Вл.В., «О линейном взаимодействии электромагнитных волн в плазме с неоднородным магнитным полем»,
- ЖЭТФ (1979), т.77, № 1,101.
- Кочаровский В.В., Кочаровский Вл.В., «О линейной трансформации волн в неоднородной плазме при наличии шира силовых линий магнитного поля», Физика плазмы, (1980), т.6, вып.3,565−576.
- Железняков В.В., Кочаровский В. В., Кочаровский Вл.В., «Линейное взаимодействие электромагнитных волн в неоднородных слабоанизотропных средах»,
- УФН. (1983) т.141, вып.2, с.257−310.
- Ярив А., Юх П., «Оптические волны в кристаллах»., М.: Мир, 1987. 616с.
- Yariv A., Yeh P. Optical waves in crystals. N.Y.- Chichester Brisbane — Toronto -Singapore: John Wiley & Sons, 1983)
- Оптика и спектроскопия. 1997. t.83,N5, с.843−852.
- Малыкин Г. Б., Неймарк Ю.И., «Неголономность связи состояния электромагнитного поля в одномодовом волоконном световоде с линейным двулучепреломлением и угла его кручения»,
- Изв. Вузов Радиофизика. 1998, т.41, N9, с.1125−1136.
- Малыкин Г. Б., Позднякова В. И., Шерешевский И.А., «Связь эллиптических винтовых поляризационных мод в одномодовых волоконных световодах с линейным двулучепреломлением и регулярным кручением осей анизотропиии при наличии случайного кручения осей»,
- Оптика и спектроскопия. (2000), т.88, N3, с.477−491.
- Оптика и спектроскопия, (2000), т.89, N2, с.299−308.
- Кочаровский Вл.В., «Модовое сверхизлучение в открытых резонаторах и экстремальные режимы генерации электромагнитных полей ансамблями квантовых и классических осцилляторов»,
- Диссертация док. физ.-мат. наук, (1986), ИПФ РАН, Нижний Новгород.
- Малыкин Г. Б. «Линейное взаимодействие волн и невзаимные эффекты в волоконных кольцевых интерферометрах»,
- Диссертация док. физ.-мат. наук, (2006), ИПФ РАН, Нижний Новгород.
- Малыкин Г. Б., Позднякова В.И., «Поляризационные эффекты в кольцевых интерферометрах»,
- Рос. акад. наук, Институт прикладной физики Нижний Новгород, ИПФ РАН, (2008), 208с.
- A.Michie, ?Canning, J. Bassett, J. Haywood, K. Digweed, M. Aslung, B. Ashton,
- MStevenson, J. Digweed, «Spun elliptically birefringent photonic crystal fibre», Opt. Express, (2007), 15, № 4,1811−1816.
- Дейкин Дж&bdquo- Kaniuo Б. «Оптоволоконные сенсоры: принципы и компоненты», М., «Мир», (1992), стр.347).
- A.J. Barlow, D. N. Payne, M.R.Hadley, R.J.Mansfield, «Production of single-mode fibers with negligible intrinsic birefringence and polarization mode dispertion»,
- Electron Lett. 17,20, 725−726, (1981)
- S.M.Pietralunga, M. Ferrario, P. Martelli, M. Martinelli, «Direct observation of localbirefringence and axis rotation in spun fiber with centimetric resolution», IEEE Photon.Tech.Lett.,(2004), 16, № 1, 212−214
- A.Michie, J. Canning, KLyytikainen, M. Aslung, J. Digweed «Temperature independent highly birefringent photonic crystal fibre»,
- Opt.Express, (2004), 21,5160−5165.1./
- Blake J. Tantaswadi P. and de Carvalho, «In-line Sagnac interferometer current sensor», IEEE Trans. On Power Delivery, (1996), И, № 1,116−121
- S. X. Short, A. A. Tselikov, J. U. de Arruda and J, N. Blake,
- Imperfect Quarter-Waveplate Compensation in Sagnac Interferometyer-Type Current Sensors", J. Lightwave Technol., (1998), 16, № 7, 1212−1219
- H. K. Bohnert, P. G abus, J. Nehring, and H. Brandie, «Temperature and Vibration Insensitive Fiber-Optic Current Sensor,»
- J. Lightwave Technol. (2002), 20, № 2, 267
- A. Ortigosa-Blanch, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, J. Arriaga, B. J. Mangan, T. A. Birks, and P. S. J. Russell, «Highly birefringent photonic crystal fibers,»
- Opt. Lett. (2000), 25,1325−1327.
- Рябко M.B., «Исследование поляризационных характеристик микроструктурных оптических волокон», Диссертация к.ф.-м.н, М., МФТИ, (2007).