Fabrication et caractérisation des polymères désordonnés fibres optiques pour Transverse localisation d'Anderson de la lumière

Résumé

Nous développons et caractériser une fibre optique polymère désordonnée qui utilise transversale localisation d'Anderson comme un mécanisme de guidage d'onde du roman. Cette fibre microstructurée peut transporter un petit faisceau localisé, avec un rayon qui est comparable au rayon du faisceau de fibres optiques classiques.

Résumé

Nous développons et caractériser une fibre optique polymère désordonnée qui utilise transversale localisation d'Anderson comme un mécanisme de guidage d'onde du roman. La fibre optique en polymère mis au point est composé de 80000 brins de poly (méthacrylate de méthyle) (PMMA) et de polystyrène (PS), qui sont mélangés de manière aléatoire et entraînés dans une section transversale de la fibre optique carrée avec une largeur latérale de 250 um. Initialement, chaque brin est de 200 m de diamètre et 8 cm de long. Au cours du processus de mélange des brins de fibres d'origine, les fibres se croisent l'un l'autre, mais un grand rapport d'étirage garantit que le profil d'indice de réfraction ne varie le long de la longueur de la fibre de plusieurs dizaines de centimètres. La grande différence d'indice de réfraction de 0,1 entre les sites désordonnés en résulte un faible rayon de faisceau localisé qui est comparable au rayon du faisceau de fibres optiques classiques. La lumière d'entrée est lancé à partir d'une fibre optique monomode standard en utilisant la méthode de couplage bout à bout et l'AENfaisceau de sortie r-champ à partir de la fibre désordonnée est imagé en utilisant un objectif 40X, et une caméra CCD. Le diamètre du faisceau de sortie est en bon accord avec les résultats attendus des simulations numériques. La fibre optique désordonnée présentée dans ce travail est la première mise en œuvre au niveau des dispositifs de localisation d'Anderson 2D, et peut potentiellement être utilisé pour les systèmes de communications optiques à courte distance de transport de l'image et.

Introduction

Dans un ouvrage théorique par PW Anderson ^1, il a été montré qu'en présence de désordre dans un système électronique quantique, les arrêts de processus de diffusion et les états électroniques localisés se développent. Localisation d'Anderson est un phénomène d'onde qui peuvent également se produire pour les ondes classiques tels que la lumière. Depuis la prédiction théorique de la localisation d'Anderson dans l'optique ^{de 2,3,} il ya eu beaucoup d'efforts pour réaliser ce phénomène expérimentalement avec des ondes électromagnétiques ^4,5. Cependant, il a été très difficile d'obtenir la localisation forte parc....

Protocole

1. Fabrication d'une fibre optique polymère Disordered

1. Étendre environ 200 des brins de PMMA sur une table et de diffuser le même nombre de brins PS sur le dessus du PMMA. Mélanger et remballer les brins. Répétez cette procédure jusqu'à 40.000 brins de PMMA sont mélangés de façon aléatoire avec 40.000 brins de PS.
2. Assembler les brins mélangés de façon aléatoire dans une préforme carrée avec une largeur latérale d'environ 2,5 pouces.
3. Étirage de la préforme en une fibre optique d'un diamètre de 250 um. La préforme est étirée au Optics Paradigm Incorporated utilisant leur procédure standard ^16.

Résultats

L'image SEM de la fibre polie est illustré à la figure 1. L'image SEM dans la figure 1 montre que, pour la plupart des régions de l'extrémité de la fibre, la qualité polonaise est bonne. L'image MEB des échantillons de fibres, avec leurs extrémités dissous dans une solution d'alcool éthylique, la figure 2, présente les sites de PMMA dans des sites sombres et PS en couleurs gris. L'image MEB de la figure 2 est agrandie sur une lar.......

Discussion

Dans le processus d'étirage de fibre, le profil d'indice de réfraction ne reste pas constant à plus d'un mètre, à la fois en raison des croisements des brins de fibres d'origine et aussi à cause des variations du diamètre de la fibre dans le processus d'étirage. Nous nous attendons à ce que le processus de tirage au sort plus stable permettra de fabriquer une fibre optique qui est invariant sur des longueurs de fibres plus longues par rapport à celui indiqué ici.

Lors de .......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
poly (méthacrylate de méthyle) (PMMA)			;
polystyrène (PS)			;
solution d’alcool éthylique à 70 % à 65 ° ; C			;