Summary
Wir beschreiben ein Verfahren zur
Abstract
Supercontinuum Generation (SCG) in einer sich verjüngenden Chalkogenid Faser zur Verbreiterung mittleren Infrarot (oder mittleren IR-Bereich, etwa 2-20 um den Wellenlängenbereich) Frequenzkämme 1, 2 für Anwendungen wie molekularen Fingerabdruck, 3 Spurengaserkennung, 4 wünschenswert lasergetriebenen Partikelbeschleunigung, 5 und Erzeugung von Röntgenstrahlen durch hohen Harmonischen. 6 eine effiziente SCG in einer verjüngten optischen Faser erfordert eine genaue Kontrolle der Gruppe (GVD) und die zeitlichen Eigenschaften der optischen Impulse zu Beginn des Faser, 7, die stark von der Geometrie des Konus. 8 Aufgrund von Abweichungen in dem sich verjüngenden Aufbau und das Verfahren für aufeinanderfolgende SCG-Experimente wie Faserlänge verjüngenden Umgebungstemperatur oder Leistung in die Faser gekoppelt ist, in-situ-Überwachung der spektralen die SCG ist notwendig, um das Ausgangsspektrum für ein einzelnes Experiment zu optimieren.
In-situ-Faser verjüngenden für SCG aus Koppeln der Pumpquelle durch die Faser verjüngt werden, um eine spektrale Meßvorrichtung. Die Faser wird dann verjüngt, während die spektrale Messsignal in Echtzeit beobachtet wird. Wenn das Signal seinen Spitzenwert erreicht, wird die sich verjüngende gestoppt. Die in-situ Verjüngung Verfahren ermöglicht die Erzeugung eines stabilen, Oktave umspannenden, mid-IR Frequenzkamms vom sub Harmonischen eines handelsüblichen nahen IR-Frequenz komb. 9 Diese Methode senkt Kosten aufgrund der Reduzierung der Zeit-und Materialaufwand erforderlich um eine optimale Verjüngung mit einer Taille von nur 2 mm herzustellen.
Die in-situ verjüngenden Technik kann zur Optimierung der mikrostrukturierten optischen Faser (MOF) für SCG 10 oder Abstimmung des Durchlassbandes MOFs, 11 optimierende verjüngenden Lichtleitfasern paarweise kondensierten Faserkoppler 12 und Wellenlängen-Multiplexer (WDM), 13 erweitert werdenoder Modifizieren Dispersionskompensationsmodul zur Kompression oder Dehnung der optischen Impulsen. 14-16
Introduction
Nachdem er zunächst im sichtbaren Wellenlängenbereich erzeugt 1,7 SCG Quellen zum mid-IR, die weitgehend von Anwendungen in der Spektroskopie angetrieben. 3, 4 Chalcogenide Fasern, die Sulfide, Selenide und Telluride gehören, verschoben wurden ein beliebtes Material für der mid-IR aufgrund ihrer geringen Ausbreitungsverlust und hohe Nichtlinearität, 18 weniger als 100 dB / km und 19 ~ 200 mal so Kieselsäure für As 2 S 3, 20 sind. Jedoch ist die Null GVD Wellenlänge der meisten chalkogenide mittleren IR befindet, über die Mittenwellenlänge der Mehrheit der verfügbaren ultraschnellen Pumpquellen, so SCG Herausforderung in einem Schüttgut oder einer Standard-Single-Mode-Faser Chalkogenid. Wellenleiterdispersion kann verwendet werden, um die Null-GVD Punkt für SCG modifizieren. 7 Methoden für die Einführung stark Wellenleiterdispersion gehören Faser verjüngenden, 8, 21 mit mikrostrukturierten Fasern, 22-24 oderauch eine Kombination der beiden. 10 Durch die Verschiebung des Null GVD Wellenlänge unterhalb der Pumpwellenlänge, wird die Pumpe mit anomaler Dispersion in der Faser auftreten. In der anomalen Dispersion Regime tritt Soliton Bildung durch den Ausgleich der nichtlinearen Chirp durch Eigenphasenmodulation und dem linearen Chirp von GVD verursacht. Für einen Femtosekunden Pumpquelle wird spektrale Verbreiterung der Regel durch Spaltung Soliton-Impuls oder brechen, und das eine zeitliche Komprimierung tritt als der Impuls breitet sich entlang der Faser bestimmt. 7 Bei Faser verjüngt, die Berechnung des gesamten GVD einschließlich sowohl Material und Wellenleiter-Dispersion kann eine Annäherung der endgültigen Kegeldurchmessers benötigt, um eine erheblich verbreiterten Spektrum zu erzeugen. Aufgrund der starken Abhängigkeit SCG auf GVD und Schwankungen zwischen experimentellen Studien, einschließlich Änderungen der Länge der Faser vor dem sich verjüngenden Bereich und Kupplung der Pumpe auf die Faser, beträgt die berechnete Näherung nicht ausreichend foder gelungen, eine optimierte Kegel in einem einzigen Versuch. Spectral Monitoring ermöglicht für diese Variationen in Versuchsanordnung beobachtet und berücksichtigt werden in in-situ verjüngt.
Darüber hinaus erzeugt eine effiziente Superkontinuum (SC) in einem kurzen, sich verjüngenden Faser reduziert die Menge der nicht-linearen rauscharme Verstärkung Erhaltung der Kohärenz des SCG und der Frequenzkamm Eigenschaften der Pumpquelle. 25-27 ordnungsgemäße Dispersionsmanagement und damit die Notwendigkeit, in situ-Verjüngung, wird sogar noch kritischer, wenn die Faserlänge kurz ist, wie die SCG Toleranz Waagen mit Länge.
Die in-situ verjüngenden Aufbau beginnt mit der Pumpquelle, die die subharmonic eines modengekoppelten Er-dotierten Faser-Laser, 9 in den Kern der As 2 S 3, die Faser verjüngt sein wird gekoppelt ist. Der Ausgang der Faser wird dann in eine Vorrichtung, die das spektrale Profil charakterisiert gekoppelt. Im experiment eine InSb-Detektor nach einem Monochromator mit ~ 20 nm Auflösung wird verwendet, um einen Teil des Ausgangsspektrum zu überwachen, wo es zunächst ein sehr niedriges Signal von der Pumpquelle (bei ~ 3,9 um), so dass die Faser überwacht werden kann, während Verjüngung. Wenn die Faser verjüngt ist, und das Spektrum verbreitert ist die spektrale Messung Signal ansteigt, wenn die Dispersion für die einzelnen Experiment optimiert. Durch Überwachen des Spektrums, das während der Verjüngung Verfahren können Verjüngung an dem Moment, wenn die spektrale Verbreiterung wurde maximiert gestoppt werden. In-situ Verjüngung ermöglicht optimierte Dispersion für den effizienten SCG in einer einzelnen Faser Verjüngung. Degressive mit einer statischen, schmale Heizzone erzeugt einen kurzen Fasertaper Taille, 28, der für geräuscharmen SCG ermöglicht. Zusammen können in-situ statische Verjüngung kohärenten, geräuscharm, Oktave umspannenden SCG in der mid-IR aktivieren.
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Protocol
1. Degressive Setup-Fabrication (Siehe Setup-Assembled in Abbildung 1)
- Sichern Sie sich die motorisierte lineare Stadien auf dem Steckbrett (etwa mittig), so dass die Stufen in Kontakt sind und hin und weg voneinander übersetzen
- Bereiten Sie und legen Sie die Faser Halterungen
- Befestigen Sie zwei optische Beiträge zu den motorisierten Lineartisch Platten (jeweils) mit den Löchern in der Nähe zueinander.
- Bringen Sie die bloße optische Faser Reittiere zu den Gipfeln der Beiträge. Stellen Sie sicher, dass die V-Nuten für die Faser ausgerichtet sind. (Hinweis: Die Höhe der bloßen optischen Faser Reittiere werden etwa der Strahl Höhe des Systems sein wählen die zukünftige Sockel-und Höhen entsprechend.).
- Bereiten Sie und legen Sie die Eingangs-und Auskoppelelemente
- Bringen Sie die lineare Übersetzung Stufen zu den motorisierten lineare Stufen (eine für die Eingangs-und eine für den Ausgang dieser Seite) mit den Adapterplatten.
- Platzieren Sie den AR beschichteten ZnSe gangskopplung lens (eingebaut in einen optischen Träger mit x-und y-Übersetzung auf einem Sockel) eingangsseitig Verschiebetisch. Wählen einer Brennweite, die eine optimale Kopplung gibt von der Pumpquelle auf den Kern der Faser. Sicherstellen, dass das Zentrum der Linse in der gleichen Höhe wie der V-Nuten der Faserklemmen.
- Setzen Sie den unbeschichteten ZnSe Auskopplung Linse (montiert in einer optischen Aufnahme mit x-und y-Übersetzung auf einem Sockel) am Ausgang Übersetzung Bühne. Sicherstellen, dass das Zentrum der Linse in der gleichen Höhe wie der V-Nut.
- Planen und legen das Heizelement (wie in Fig. 2 gezeigt)
- Maschine dem Aluminiumblock die gewünschten Abmessungen (ca. 6 mm x 25,4 mm x 17,5 mm) mit Löchern für die Faser (mit einem Schlitz zum Einlegen und Entnehmen der Faser) und zur Überwachung der Temperatur Faser, Löcher für die Heizpatronen und 8 / 32 Gewindebohrungen oben und unten zur Befestigung und Sicherung der Heizpatronen.
- Legen Sie die Heizpatronen zu ter richtige Löcher der Aluminium-Block und sichern Sie sie mit 8/32 Stellschrauben.
- Bringen Sie einen keramischen Beitrag nach oben 8/32 Stellschraube für die thermische Isolation.
- Bringen Sie einen optischen Beitrag zur Keramik Post und verwenden einen rechten Winkel Beitrag Klemme mit einem zusätzlichen optischen Post an den Heizer in den XYZ-Lineartisch sichern.
- Sichern Sie die XYZ-Lineartisch mit dem Steckbrett so dass die Bohrung für die As 2 S 3 Faser in der Aluminium-Heizkörper mit dem V-Nuten der Faserklemmen zentriert werden kann.
- Übersetzen Sie die Aluminium-Heizkörper mit der XYZ-Lineartisch so dass die Heizung ist nicht mehr in der Nähe der bloße optische Faser Klemmen, so dass die Faser ohne Behinderung gesichert werden.
2. Chalcogenide Faserstoffaufbereitung
- Tränken einer gewünschten Länge der ummantelten As 2 S 3-Faser (muss länger als 8,5 cm die Länge des ummantelten Faser für jede Faser Verjüngung erforderlich) in Aceton etwa 10 min oder bis dieJacke wird weich. (Verwenden Sie die geeignete Lösungsmittel für die Jacke, wenn mit einer anderen Faser).
- Entfernen Sie vorsichtig das weiche Jacke mit einem Kimwipe, Entfernen eines Abschnitts nicht mehr als 5 cm in einer Zeit.
- Reinigen Sie die blanke Faser mit Isopropanol auf einem Kimwipe.
- Verwenden Sie die beavertail Beil zu spalten ein Ende des As 2 S 3 Faser. Bild der verworfen Faserspitze zu spalten Qualität zu überprüfen.
- Messen und brechen mindestens einen 6,35-cm Länge Stück der Faser. Diese Faser Länge muss ~ 2 cm länger als die Länge der Faser kaum durchzuhalten der Faserklemmen benötigt.
- Verwenden Sie die beavertail Beil zu spalten das zweite Ende der Faser. Bild der verworfen Faserspitze zu spalten Qualität zu überprüfen. Vermeiden Sie den Kontakt mit dem ersten Ende der Faser gespalten.
- Legen Sie die Faser in den Faserklemmen der Verjüngung Setup. Berühren der Mitte der Faser (wo die Faser erwärmt wird).
3. In-situ Fiber TapEring Vorgehensweise
- Paar mittleren IR-Pumpquelle Grundmodus der Faser mit der AR-beschichteten ZnSe Linse (f = 12,7 mm). Über die ungestrichene ZnSe Linse (f = 20 mm) zur Abbildung der Ausgangsfläche der Faser mit dem Pyrocam um sicherzustellen, das ist meistens in der Grundmode. Stellen Sie sicher, dass die Pumpe Strahl wird entlang der Achse der Faser ausbreiten. Wenn nicht, wird die Kopplung zu ändern, nachdem die motorisierten Tischen zu bewegen beginnen.
- Legen Sie eine Chopper vor der Pumpe Quelle. (Dieser Schritt ist für die AC-gekoppelten Detektoren erforderlich).
- Den Ausgang der Faser durch den Monochromator und die InSb-Detektor unter Verwendung der unbeschichteten CaF 2-Linsen (f = 20 mm) vor und nach dem Monochromator.
- Drehen des Gitters des Monochromators, damit die Seite der langen Wellenlänge des Spektrums durch den Monochromator über, wenn das übertragene Signal kaum über dem Grundrauschen (bei ~ 3,9 um). Statt FilterArbeiten mit der Monochromator (Schritte 3.2.2 und 3.2.3), kann eine geeignete optische Filter verwendet, um die Leistung in erfassbare länger als die längste Wellenlänge messbaren Gehalt der Pumpe zu messen.
- Übersetzen Sie die Aluminium-Heizkörper, bis die Faser rutscht durch den Schlitz und in der Aluminium-Heizkörper der Faser Loch zentriert.
- Legen Sie die RTD-Sensor-Ebene mit einem der Heizpatronen. Drücken Sie den RTD-Sensor gegen die Aluminium-Heizkörper, so dass es vollständig in Kontakt mit dem Block wie in Abbildung 2 dargestellt. Wenn der RTD ist nicht in Kontakt mit der Heizung richtig (oder nicht in einer wiederholbaren Weise), wird die Temperatur des Blocks unbekannt sein und dazu führen, dass die Faser während Verjüngung brechen. Stellen Sie sicher, dass das Signal an den Monochromator hat nicht abgenommen.
- Eine kleine RTD kann in das andere Loch des Heizblocks angeordnet werden, um die Temperatur in dem Loch zu überwachen. (Optional)
- Verwenden Sie das digitale Mikroskop iMage die Faser in dem Heizblock für die Überwachung der Faser während der Verjüngung zu ermöglichen. (Optional)
- Bedecken der Einrichtung mit einem Kasten (mit Löchern für die Eingangs-und Ausgangsstrahlen), um den Luftstrom zu verringern und eine für eine stabile Temperatur verjüngt.
- Mit den FTE-und Heizpatronen verbunden, auf dem Temperaturregler einzuschalten. Stellen Sie die Temperatur auf ~ 200 ° C, wo die Faser beginnt zu erweichen (die genaue Temperatur wird von den Abmessungen des Heizgerätes, der Umgebungstemperatur und der Luftstrom um die Faser ab).
- Sobald die Temperatur um den Sollwert stabil, starten Sie das Programm, das die Labview Motortische übersetzt voneinander weg bei ~ 10 um / s in jede Richtung.
- Überwachen des Signals des InSb-Detektor, der die spektrale Messsignal. Sobald der Detektor Signal erreicht seinen maximalen Wert (darauf achten, nicht den Detektor sättigen), stoppen Sie die motorisierte Tische und schalten Sie die Heizpatronen (Temperaturregler).
- Warten für ~ 10 min für die Faser zu verfestigen (das Detektorsignal wird ein wenig während dieses Prozesses zu verringern, wahrscheinlich aufgrund der Temperaturabhängigkeit des Brechungsindex oder thermische Kontraktion).
- Übersetzen Sie den Heizblock entlang der Faser in Richtung einer Faserklemme wo die Faser ist nicht verjüngten. Dann Verschieben der Heizblock von der Faser unter Verwendung des Schlitzes in dem Heizblock, um die Faser zu passieren.
- Charakterisierung der SCG durch spektrale Messungen mit dem Monochromator. Ein InAs-Filter benötigt werden, um die genaue Messung der langwelligen Bereich des Spektrums werden.
- Entfernen Sie die Faser, falls gewünscht.
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Representative Results
Nach dem erfolgreichen Abschluss des in-situ Verfahren verjüngt, erweitert die Pumpe Spektrum von 2,2 bis 5 um (bei ~ 40 dB unter dem Spitzenwert), wie in Abbildung 3 zu sehen abzudecken. Die Pumppulsenergie in der As 2 S 3 Faser war ~ 250 PJ mit einer anfänglichen Pulsdauer unter 100 fs. Die kurze Länge des verjüngten Taille, ~ 2,1 mm, ermöglicht die Erzeugung eines breitbandigen, kohärenten SC. Dies schont die Frequenzkamm Eigenschaften der Pumpquelle. Mehr Informationen über die Häufigkeit Kamm und andere Eigenschaften des SCG kann in 1 gefunden werden.
Die resultierende Faser verjüngt Taille des Monomode As 2 S 3-Faser (ursprünglich 7 um Kerndurchmesser 160 um Manteldurchmesser und 0,2 NA) in einer SEM-Aufnahme in Abbildung 4 dargestellt. Bei einem Durchmesser von ~ 2,3 um, ist die Verjüngung der Taille zu klein, um mit bloßem Auge beobachtet werden können, wenn im Setup, aber es kann durch Beugung o beobachtet werden fa Lichtquelle. Der sich verjüngende Taille wird etwa so lang wie die effektive Heizzone des Heizblocks. Statische Verjüngung erzeugt einen langen, exponentielle Übergangsbereich von der nicht verjüngten Faser zu dem sich verjüngenden Lichtleitfasern Taille, der die verbleibende einnimmt ~ 16 mm von der Zuglänge.
Da die Faser verjüngt, gleicht das erfasste Messsignal spektralen Abbildung 5. Dieses Signal sollte in etwa konstant bleiben, bis spektrale Verbreiterung in der Faser aufzutreten beginnt, wenn die GVD nahe an optimal. Das Signal steigt auf einen Peak bei einer Zuglänge von ~ 18 mm und schnell zu fallen beginnt die GVD leitet den optimalen Punkt. Die 3-dB Breite des Peaks der spektralen Messsignal nur 252 nm und 10 dB beträgt 572 nm, die die Empfindlichkeit zeigt, an dem konischen Faserdurchmesser und betont die Notwendigkeit für in-situ verjüngt.
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Abbildung 1. In-situ Fiber Degressive einrichten. Fs Die Pumpe Quelle wird in der gekoppelten As 2 S 3-Faser mit Linse L 1 durch Optimierung L 1 's Lineartisch Position (in hellgrau) und der XY-Position des Bajonett (in der Figur nicht gezeigt). Der Ausgang der Faser ist, um die spektrale Meßvorrichtung mit L 2 durch eine lineare Phase optimiert gekoppelt. Die motorisierten Tischen (in dunkelgrau) Ziehen der Faser weg von dem zentralen Heizer und zu stoppen, wenn die spektrale Messung maximiert ist.
Abbildung 2. Aluminium Heizblock. Die Heizung block ~ 6 mm dick mit zwei 4-mm-Bohrungen (einem für die Faser und eine, um die ungefähre Temperatur der Faser zu überwachen). Ein kleiner Spalt ist in dem Block geschnitten, um für das Einsetzen und Entfernen der Faser zu ermöglichen. Der Block ist 2,54 cm lang, was gerade lange genug, um das gesamte Heizelement der Heizpatronen passen. Ein Keramik-Beitrag (befestigt mit einem 8/32 Stellschraube) eine thermische Isolierung. Die RTD-Sensor in Kontakt mit dem Heizblock Ebene mit einer Heizpatrone, um die schnellste Rückkopplungsschleife möglich zur Verfügung gestellt. Die Höhe der Block-nicht eine wichtige Dimension, solange gibt es Raum für die Heizpatronen, 4-mm-Löcher für die Faser, und Wasserhähne, die Heizung-Block ist ~ 1,75 cm zu montieren.
Abbildung 3. SCG Spectrum. Die normierte Spektren von ter Eingang (Pumpe) und Ausgang (SCG) gezeigt. Die erzeugte Bandbreite des Ausgangs ~ 3 mal breiter als der Eingang der Frequenz-Einheiten bei 40 dB unter dem Spitzenwert. Der Sprung in den Ausgang Spektrum um 4,2 um entspricht 2-Absorption in der Atmosphäre CO.
Abbildung 4. REM-Aufnahmen von Tapered As 2 S 3 Fiber. Beispiele des verjüngten As 2 S 3 Fasern werden in (a) und (b) (absichtlich nach Verjüngung für SEM Bildgebung gebrochen). (A) REM-Bild einer As 2 S gezeigt 3 Faser verjüngt, um etwa den Durchmesser für optimale SCG, ~ 2,3 um. (b) Eine REM-Bild von einem As 2 S 3 Faser verjüngt zeigt den kleinsten Durchmesser verjüngt mit dem Set erstelltup, ~ 760 nm.
Abbildung 5. Spectral Meßsignalverarbeitung vs Pulling Länge. Die normalisierte Ausgangsleistung nach dem Monochromator eingestellt stationär bei 3,9 um, ist für eine einzelne Fasertaper Experiment gezeigt. Die Ausgangsleistung beginnt dramatisch nach ~ 17 mm Zuglänge erhöhen. Die maximale Signal auftritt knapp 18 mm Zuglänge, was einem Faserdurchmesser von ca. 2,3 um. Die motorisierte Tische wurden kurz nach dieser Spitzenwert erreicht wurde gestoppt.
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Discussion
Wir haben eine neuartige Faser verjüngenden Verfahren nachgewiesen und bestätigt seine Gültigkeit durch Ausführen SCG im mittleren IR. Nach bestem Wissen versichern wir, ist die alternative Methode für diese Anwendung auf die Bestimmung der Faser Zuglänge erforderlich, um eine sich verjüngende Faserdurchmesser, die genug fügt Wellenleiterdispersion zu SCG im Fasertaper durch Berechnung zu optimieren erstellen basierend, aber da die Zuglänge benötigt die spektrale Verbreiterung für eine bestimmte Länge der Faser variiert maximieren für jeden Versuch, dieser berechnete Wert nur eine Annäherung. Das alternative Verfahren erfordert dann Faser verjüngt erstellt und getestet werden einer nach dem anderen, bis die gewünschte Verjüngung ist gefunden. Durch die Möglichkeit, die spektrale Profil der SCG überwachen und als Kriterium zum Stoppen des sich verjüngenden Verfahren haben wir die Ausgabe einer einzelnen Faser Verjüngung zu erreichen erhebliche Verbreiterung in kurzer Kegel optimiert. Dies reduziert die Kosten und die Zeit für die Gattungente ein nützliches Fasertaper.
Die häufigste Versagen Bruch der Faser während der Verjüngung Verfahren. Pausen werden in der Regel durch unsachgemäß Einstellen der Temperatur des Heizblocks verursacht. Wenn die Temperatur zu niedrig ist, wird die Faser aufgrund der hohen Spannung zu brechen. Wenn die Temperatur zu hoch ist, kann Oberflächenkristallisation, 29, die Risse erzeugt in der Oberfläche der Faser, die leicht unter Spannung ausbreiten, erzeugen eine Unterbrechung in der Faser. Von den beiden, wurde die häufigere Art des Versagens Überhitzung der Faser, in der Regel von nicht Platzieren des RTD-Sensor in der richtigen Position. Eine Faser Pause ist leicht nachweisbar wie der spektralen Messsignal wird plötzlich der Lärm Boden fallen.
Weitere Verbesserungen zum Setup sind möglich. Zum Beispiel würde dauerhaften Befestigung der RTD-Sensor zu dem Heizblock für eine wiederholbare verjüngenden Temperatur zu ermöglichen, wodurch die häufigste Art des Versagens. Auch removing Feuchtigkeit aus der Verjüngung Setup durch Spülen Sie das Setup mit trockenem N 2 kann helfen, vermeiden Beschädigungen während Verjüngung. Entfernen eines erfolgreichen Fasertapers erreicht worden ist, aber ein reproduzierbares Verfahren ist noch nicht entwickelt worden. Beschichten der As 2 S 3-Faser mit einer dicken, schützendem Index und niedriger Verlust könnte Mantelmaterial die mechanische Stabilität der Faser und damit für eine einfachere Handhabung des verjüngten Faser. Verwendung alternativer Methoden zur Überwachung des Spektrums, wie die Verwendung einer im langwelligen Bereich durchlässige Filter, der auf der langwelligen Seite der Pumpquelle, könnte die Erkennung Vereinfachung der Regelung überträgt. Es gibt verschiedene Modifikationen, die optional in der Lage sein, den Nutzen des Stroms in-situ verjüngenden Konfiguration expandieren kann. Die Abmessungen der Aluminium Heizblock verändert werden, um die Länge des sich verjüngenden Bereichs zu ändern. Dynamische verjüngt, die aus der Bewegung des Heizelements in Bezug auf die Faser während der Verjüngunging (Flamme Bürsten) und / oder Bewegen der Stufen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten kann auch mit in-situ-Überwachung erfolgen. Dies würde für verschiedene verjüngenden Lichtleitfasern Profile erstellt werden können. Die Gesamtdispersion von der Pumpquelle erfahren würde dann das erzeugte Profil abhängen. Auch würde ein Wechsel des Heizelementes mit einem Hochtemperatur-Heizvorrichtung gestatten Fasern mit höherem Schmelzpunkt verjüngt werden.
Obwohl nicht gezeigt, kann die in-situ-Faser verjüngt Technik auf andere Faser-basierte Geräte, die durch die Faser verjüngt hergestellt werden, angewendet werden. Leichte verjüngenden MOFs Feinabstimmung der Dispersion der Faser zur effizienten SCG. 10 unter Verwendung einer breitbandigen Quelle, die das Durchlassband eines MOF (beispielsweise ein SCG basierte Quelle), der Durchlassbereich, der Waage mit der Dimension Größe der Mikrostrukturierung umfasst, kann blauverschoben mit in-situ Faser verjüngt. Zusätzlich 11, ein Breitband-Quelle kann uns seined zu charakterisieren Faserkomponenten wie Faserkoppler 12 und WDM, 13 durch sich verjüngende Faser während der Herstellung, um besser auf Spezifikationen hergestellt. In-situ Faser verjüngt angepasst werden, um die Ergebnisse der meisten Fasern verjüngt Versuche zu optimieren.
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Disclosures
A United States vorläufige Patent eingereicht worden Schutz der Technologie in diesem Artikel beschrieben.
Acknowledgments
Die Autoren bedanken sich bei G. Shambat, C. Phillips, K. Aghaei für wertvolle Diskussionen, F. Afshinmanesh für REM-Aufnahmen, T. Marvdashti für experimentelle Unterstützung und MF Churbanov und GE Snopatin danken aus dem Institut für Chemie von hochreinem Stoffe und VG Plotnichenko und EM Dianov aus der Fiber Optics Research Center der Russischen Akademie der Wissenschaften für die Bereitstellung der As 2 S 3 Faser. Wir sind auch dankbar für die Unterstützung aus dem Office of Naval Research, NASA, die Air Force Office of Scientific Research, Agilent, und der Gemeinsamen Technologies Büro.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Motorized Linear Stages | Newport | MFA-PPD | Available from other vendors. |
| Motorized Stage Controller | Newport | ESP301 | Available from other vendors. |
| Aluminum Block | Any vendor. | Dimensions will vary depending on desired taper length. | |
| RTD Sensor | Omega | 1PT100GX1510 | |
| Cartridge Heaters | Omega | CSS-01115/120V | |
| Temperature Controller | Omega | CSC32 | |
| Input Coupling Linear Translation Stage | CVI | 07TXS224 | Available from other vendors. |
| Output Coupling Linear Translation Stage | Newport | 422-1S | Available from other vendors. |
| XYZ Linear Translation Stage | Newport | 461 | Available from other vendors. |
| Assorted posts, optics mounts, bases, and forks | Any vendor. | ||
| Optical Breadboard | Thorlabs | MB12 | Available from other vendors. |
| Input Coupling ZnSe Lens | Thorlabs | AL72512-E | Available from other vendors. Input coupling focal length depends on pump source and fiber mode field diameter. |
| Output Coupling ZnSe Lens | Edmund Optics | NT62-961 | Available from other vendors. |
| Box | Any type will do. | Must be large enough to allow stage movement. Needs apertures for input and output coupling of light. | |
| Ceramic Optical Post | Any vendor. | ||
| Digital Microscope | Any vendor. | Optional. | |
| Table Clamps | Thorlabs | CL5 | Available from other vendors. |
| Bare Fiber clamps | Thorlabs | HFF003 | Available from other vendors. |
| Table 1. Tapering Setup Materials. | |||
| As2S3 Optical Fiber | Fiber Optics Research Center of the Russian Academy of Sciences | Available from other vendors, such as CorActive. | |
| Beavertail Cleaver | Fiber Network Tools | S-315 | Available from other vendors. Hand cleaving or polishing fiber tips can also produce high quality fiber tips. |
| KimWipes | Kimberly-Clark Professional | 34120 | Available from other vendors. |
| Acetone, Isopropanol | Any vendor. | ||
| Table 2. Materials for Chalcogenide Fiber Preparation. | |||
| Pyrocam | Ophir Photonics | Pyrocam III Series | Any camera with sensitivity at pump wavelength will work. |
| Monochromator | Photon Technology International | A 100 line/mm grating was used. Any spectral measurement device will work (e.g. longpass filter). | |
| CaF2 Lenses | Thorlabs | LB5922 | Available from other vendors. |
| InAs Filter | Any vendor. | Available from other vendors. | |
| Amplified InSb Detector | Hamamatsu | P4631-03 | Available from other vendors. |
| Computer | Any vendor. | ||
| DAQ | National Instruments | USB X Series | |
| Labview software for motorized stages | National Instruments | Optional. Custom program. | |
| Labview software for collecting detector data | National Instruments | Optional. Custom program. | |
| Assorted posts, optics mounts, bases, and forks | |||
| 1" Gold mirrors | Any vendor. | ||
| Chopper and controller | Any vendor. | SRS Model SR540 | Optional. Depends on detector being used. |
| Table 3. Materials for In-situ Tapering Procedure. | |||
References
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