Fabricação e caracterização de polímeros desordenados fibras ópticas para Transverse Anderson localização da Luz

Resumo

Nós desenvolver e caracterizar uma fibra ótica de polímero desordenado que usa transversal localização Anderson como um novo mecanismo guia de onda. Esta fibra microestruturada pode transportar uma viga pequena localizada com um raio que é comparável com o raio do feixe de fibras ópticas convencionais.

Resumo

Nós desenvolver e caracterizar uma fibra ótica de polímero desordenado que usa transversal localização Anderson como um novo mecanismo guia de onda. A fibra óptica de polímero desenvolvido é composto de 80.000 filamentos de poli (metacrilato de metilo) (PMMA) e poliestireno (PS), que são misturadas aleatoriamente e desenhada dentro de uma secção transversal da fibra óptica quadrado com uma largura de 250 um de lado. Inicialmente, cada fio é de 200 m de diâmetro e 8 cm de comprimento. Durante o processo de mistura dos cordões de fibra originais, as fibras atravessam uns sobre os outros, no entanto, uma grande proporção de estiramento, que garante o perfil do índice de refracção é invariável ao longo do comprimento da fibra para várias dezenas de centímetros. A grande diferença de índice de refracção de 0,1 entre os sítios desordenados resulta num feixe de raio pequeno localizada que é comparável com o raio do feixe de fibras ópticas convencionais. A luz de entrada é lançado a partir de uma fibra óptica monomodo padrão usando o método butt-acoplamento ea near-campo do feixe de fibras de saída é desordenado fotografada usando uma objectiva de 40x e uma câmara CCD. O diâmetro do feixe de saída está de acordo com os resultados esperados a partir das simulações numéricas. A fibra óptica desordenada apresentada neste trabalho é a primeira implementação no nível do dispositivo de 2D Anderson localização e, potencialmente, pode ser usado para sistemas de comunicação óptica de curta distância de transporte e imagem.

Introdução

Em um trabalho teórico por PW Anderson ^1, demonstrou-se que, na presença de um distúrbio no sistema electrónico de quantum, pára o processo de difusão e estados electrónicos localizada desenvolver. Localização de Anderson é um fenómeno de onda que também pode ocorrer por ondas clássicas tais como a luz. Uma vez que a previsão teórica de localização de Anderson em óptica ^2,3, tem havido muitos esforços para realizar esse fenômeno experimentalmente com ondas eletromagnéticas ^4,5. No entanto, tem sido muito difícil de alcançar um forte localização porque as secções transversais de espalhamento ópticos são muitas vezes demasiado pequena, ....

Protocolo

1. Fabricação de um desordenado Polymer Optical Fiber

1. Espalhe cerca de 200 das fitas de PMMA sobre uma mesa e espalhar o mesmo número de fios de PS no topo do PMMA. Misturar e embalar os fios. Repita este procedimento até 40 mil fios de PMMA são misturados de forma aleatória com 40.000 fios de PS.
2. Montar os fios misturados de forma aleatória para um pré-molde quadrado com uma largura lateral de cerca de 2,5 polegadas.
3. Desenhar a pré-forma de uma fibra óptica, com um diâmetro de 250 um. A pré-forma é desenhada em Paradigm Optics Incorporated usando seu procedimento padrão ^16.

2. Imagem do Índic....

Resultados

A imagem SEM da fibra polido é mostrado na Figura 1. A imagem de SEM da Figura 1 mostra que, para a maioria das regiões da ponta da fibra, a qualidade polonês é bom. A imagem de SEM das amostras de fibra com as suas extremidades dissolvidos em solução de álcool etílico, a Figura 2, mostra os locais de PMMA em sítios escuros e PS em cores cinzentas. A imagem de SEM na Figura 2 é ampliado em uma largura de 24 mM da fibra. Para a imagem MEV, as amostras de.......

Discussão

No processo de sorteio de fibras, o perfil do índice de refracção não permanece estável durante mais do que um metro, tanto por causa dos cross-overs de cordões de fibra originais e também por causa das variações do diâmetro da fibra no processo de sorteio. Esperamos que um processo de sorteio mais estável vai ajudar a fabricar uma fibra óptica que é invariante sobre o comprimento das fibras mais longas em comparação com o relatado aqui.

Na preparação de uma amostra para a imagem MEV da pont.......

Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo

Nome	Empresa	Número de catálogo	Comentários
poli (metacrilato de metila) (PMMA)
poliestireno (PS)
solução de álcool etílico a 70% a 65 °; C