Riċentement, iċ-Ċentru tar-Riċerka Russell Advanced Lightwave f'Hangzhou Optical Precision Machinery Institute (HPMI), flimkien ma 'Wuhan University of Technology (WUT) u Ningbo Aifab Optoelectronics Technology Co., Ltd għamlu avvanz fil-purità ta' modalità waħda ultra-għolja vojta. -fibra ottika mikrostrutturata kontra r-reżonanza tal-qalba. It-tim iddisinja u ffabbrika fibra mikrostrutturata b'qalba vojta, anti-reżonanti b'distribuzzjoni kapillari mhux ugwali u struttura ta 'kisi doppju, u wera li s-soppressjoni tal-mod ta' ordni ogħla tal-fibra qrib 1585 nm hija ta 'madwar wieħed jew żewġ ordnijiet ta' kobor ogħla minn dak ta' fibri hollow-core irrappurtati.
Il-fibra mikrostrutturata kontra r-reżonanza ta 'qalba vojta hija tip ġdid ta' waveguide tal-fibra mikrostrutturata iggwidata minn toqob ta 'l-arja ta' indiċi refrattiv baxx, li għandha l-vantaġġi ta 'gwida tad-dawl spettrali wiesa', tixrid baxx, nonlinearities baxxi, żona ta 'modalità kbira u laser għoli limitu ta 'ħsara, u ilha tattira l-attenzjoni tar-riċerkaturi minħabba li tipprovdi pjattaforma ta' trasmissjoni eċċellenti għar-riċerka fl-oqsma tat-trażmissjoni tal-lejżer, komunikazzjoni tal-fibra ottika, sensing tal-fibra ottika u ottika mhux lineari. Min-naħa waħda, karatteristiċi tajba ta 'modalità waħda huma importanti għal fibri vojta minn ġewwa f'applikazzjonijiet prattiċi bħal sensing ta' fibra ta 'prestazzjoni għolja, komunikazzjonijiet f'fibra ottika, u proċessar intelliġenti tat-trażmissjoni tal-enerġija bil-lejżer. Madankollu, minħabba l-limitazzjoni tal-prinċipju ta 'gwida tad-dawl tiegħu, huwa diffiċli li tinkiseb soppressjoni effettiva ta' modi ta 'ordni ogħla f'fibri hollow-core simili għal dak f'fibri solidi. L-ottimizzazzjoni tal-karatteristiċi tal-modalità waħda tal-fibri ottiċi ħafna drabi tinkiseb permezz tad-disinn tad-daqs tal-istruttura tal-fibra biex tikseb modi ta 'ordni ogħla fil-qalba u l-modi tal-kisi biex jinkisbu kundizzjonijiet ta' tqabbil tal-fażi, u żżid it-telf ta 'modi ta' ordni ogħla u jiffiltraw mod partikolari tal-qalba. Madankollu, dan it-tip ta 'soluzzjoni ma jiffiltrax b'mod effettiv modi oħra ta' ordni ogħla fil-qalba, u l-modi residwi ta 'ordni ogħla xorta jistgħu jikkawżaw problemi bħal varjazzjonijiet fil-qawwa tal-ħruġ minħabba interferenza intermodali jew crosstalk ta' sinjali trażmessi, speċjalment fil-każ ta' applikazzjonijiet li jużaw fibri ottiċi iqsar.
Biex jindirizza dawn il-kwistjonijiet, it-tim ta 'Russel esplora approċċ differenti għall-iffiltrar tal-modalità ta' ordni ogħla, l-ewwelnett, billi introduċa spazjar tat-toqob akbar bejn il-kapillari tal-kisi ta 'fibra tal-kristall fotonika b'qalba vojta, anti-reżonanti bi spazjar tat-toqob uniformi biex ittejjeb il- tnixxija ta 'modi ta' ordni ogħla, u t-tieni, bl-introduzzjoni ta 'saff ta' arja adattat barra l-kisi fuq in-naħa ta 'barra tal-ewwel kisi biex jinbena t-tieni saff ta' kisi anti-reżonanti tal-fibra, kif muri fil-Fig. 1a hawn taħt. Minħabba d-differenzi fit-tul ta 'mewġ trasversali effettiv ta' modi differenti, din l-istruttura ssaħħaħ b'mod sinifikanti t-telf tal-modalità ta 'ordni ogħla f'tul ta' mewġ speċifiku u żżomm it-telf tal-modalità fundamentali relattivament baxx. It-tim irnexxielu b'mod sperimentali jipprepara fibra anti-reżonanti vojta minn ġewwa b'kisi doppju (Fig. 1b), li tifforma qċaċet reżonanti densi fl-intervall ta 'wavelength twil 'il fuq minn ~ 1 μm, li tipprovdi tieqa f'diversi livelli għat-trażmissjoni bil-lejżer b'uniku ultra-għoli -mod purità, kif muri fil-Fig. 1c. Barra minn hekk, kif muri f'Fig. 2, huwa vverifikat b'mod sperimentali li l-proporzjon ta 'rifjut tal-modalità ta' ordni ogħla tal-qalba LP11 ta 'din il-fibra tal-kristall fotonika anti-reżonanti ta' hollow-core b'kisja doppja qrib 1585 nm hija għolja daqs 60 dB/km, li huwa madwar wieħed sa żewġ ordnijiet ta 'kobor ogħla minn dak tal-fibri rrappurtati b'purità ottimizzata b'mod wieħed. Barra minn hekk, dan l-istudju jivverifika t-tunability flessibbli ta 'l-intervall ta' trasmissjoni ta 'purità ta' modalità waħda għolja ta 'din il-fibra anti-reżonanti b'qalba vojta bil-varjazzjoni tal-pressjoni tal-gass tal-mili, li tespandi b'mod effettiv l-intervall ta' wavelength disponibbli għal modalità waħda ta 'purità għolja . Il-validazzjoni ta 'purità ultrahigh single-mode f'fibri mikrostrutturati b'qalba vojta bi struttura ta' kisi doppju tipprovdi idea ġdida għal applikazzjonijiet li jeħtieġu purità għolja ta 'modi f'fibra, bħal trasmissjoni tal-enerġija tal-laser f'fibra, komunikazzjoni tal-fibra ottika, jew sensing tal-fibra ottika.
Ir-riżultati tar-riċerka relatati huma ppubblikati fil-ġurnal "Ultrahigh Transverse Mode Purity by Enhanced Modal Filtering in Double-Clad Single-Clad Hollow-Core Photonic Crystal Fiber "Ir-riżultati tar-riċerka ġew ippubblikati f'Laser & Photonics Reviews, ġurnal top tal-laser u l-fotonika . Dr Zhuozhao Luo, student PhD konġunt ta 'Wuhan University of Technology u Shanghai Institute of Optical Machinery (SIOM), kien l-ewwel awtur, u Riċerkatur Assoċjat Jiapeng Huang, Riċerkatur Xin Jiang u Riċerkatur Mian Pang taċ-Ċentru Russell kienu l-kokorrispondenti awturi, flimkien ma' Dr Ruochen Yin, student tal-PhD ta 'SIOM, u Dr Yu Zheng ta' Ningbo Aifbo Optoelectronics Technology Co. Dan ix-xogħol ta 'riċerka kien issorveljat mill-Prof. Philip Russell, akkademiku barrani ta' l-Akkademja tax-Xjenzi Ċiniża, u appoġġjat mill-Pjan ta' Azzjoni għall-Innovazzjoni tax-Xjenza u t-Teknoloġija ta' Shanghai (21ZR1482700), il-Fondazzjoni Nazzjonali tax-Xjenza Naturali taċ-Ċina (62275254), il-Programm ta' Kostruzzjoni u Operazzjoni tal-Laboratorju Zhangjiang (20DZ2210300), il-Programm Nazzjonali taż-Żgħażagħ Talent Talent, u Talent ta' Livell Għoli Fuyang Programm. Programm ta 'Talent ta' livell għoli, u appoġġi oħra.
Fig. 1 (a) Disinn teoretiku, (b) mikroskopija elettronika tal-iskannjar, u (c) mudell tat-test tal-ispettru tat-trażmissjoni ta 'fibra tal-kristall fotonika anti-reżonanti ta' hollow-core b'kisja doppja
Fig. 2 (a) LP01 u LP11 mode near-field mapep miksuba minn eċitazzjoni selettiva tal-modalità, (b) riżultati tat-telf tal-modalità LP01 u LP11, (c) kurvi FOM tal-proporzjon ta’ soppressjoni tal-modalità ta’ ordni ogħla, (d) wavelengths taċ-ċentru tal- valuri massimi FOM11 (assi tax-xellug) u intervalli ta 'valur għoli FOM11 (assi tal-lemin) għall-fibri tal-kristall fotoniċi anti-reżonanti vojta minn ġewwa b'kisja doppja b'mili tan-nitroġenu minn 1-25 bar, (e) wavelengths taċ-ċentru f'kurvi FOM imkejla f'valuri ta' pressjoni tal-gass ta' 1 bar, 10 bar u 20 bar
