Mikrostrukturali optik tolalar - Microstructured optical fiber

Mikrostrukturali optik tolalar (MOF) bor optik tolali to'lqin qo'llanmalari bu erda qo'llanma manipulyatsiya orqali olinadi to'lqin qo'llanmasi uning o'rniga uning tuzilishi sinish ko'rsatkichi.

An'anaviy optik tolalarda yorug'lik effekti orqali boshqariladi jami ichki aks ettirish. Yo'l-yo'riq atrofdagi materialning sinishi ko'rsatkichidan yuqori bo'lgan sinish ko'rsatkichi yadrosi ichida sodir bo'ladi (qoplama ). Indeks o'zgarishi yadro va qoplamaning har xil doping yordamida yoki turli materiallardan foydalanish orqali olinadi. Mikrostrukturali tolalarda umuman boshqacha yondashuv qo'llaniladi. Elyaf bitta materialdan qurilgan (odatda kremniy ) va yorug'lik yo'nalishi qattiq yadroni o'rab turgan maydonda havo teshiklari mavjudligi orqali olinadi. Teshiklar odatda ikki o'lchovli massivda odatiy tartibda joylashtirilgan, ammo teshiklarning boshqa naqshlari, shu jumladan davriy bo'lmaganlar ham mavjud. Teshiklarni vaqti-vaqti bilan tartibga solish, atamani ishlatishni oqlaydi "fotonik kristalli tola "atamasi fotonik nuqson ichida yoki shu sababli tarqalishi sodir bo'lgan tolalar uchun ajratilgan fotonik tasma effekt. Shunday qilib, fotonik kristalli tolalar mikroyapılı optik tolalarning kichik guruhi sifatida qaralishi mumkin.

MOFning ikkita asosiy klassi mavjud

  1. Indeksli yo'naltirilgan tolalar, bu erda hidoyat to'liq ichki aks ettirish natijasida olinadi
  2. Fotonik tarmoqli tolalar, bu erda qo'llanma konstruktiv usulda olinadi aralashish tarqalgan nur (shu jumladan fotonik tarmoqli effekti).

Barcha uzunlik bo'ylab harakatlanadigan kanallarga asoslangan tuzilgan optik tolalar 1974 yilda Kaiser va Co-ga qaytadi. Ular qatoriga havo bilan qoplangan optik tolalar, mikroyapılı optik tolalar, ba'zida teshiklar massasi davriy va kristalga o'xshash bo'lganda fotonik kristalli tolalar deyiladi. va boshqa ko'plab subklasslar. Martelli va Kanning bir-biriga o'xshash interstitsial mintaqalarga ega bo'lgan kristalli tuzilmalar amalda qo'llanilishi uchun eng ideal tuzilma emasligini angladilar va Fraktal tolalar kabi aperiodik tuzilgan tolalar past burilish yo'qotishlari uchun eng yaxshi variant ekanligini ta'kidladilar.[1] Aperiodik tolalar - bu Frenel tolalarining subklassi, optik tarqalishini difraksiyasiz nurlarga o'xshash tarzda tavsiflaydi.[2] Ular ham optik tolaning virtual zonalarida mos ravishda joylashtirilgan havo kanallari yordamida amalga oshirilishi mumkin.[3]

Fotonik kristalli tolalar - bu Kauzer va boshqalar tomonidan bildirilgan mikrostrukturali tolalarning bir variantidir. Ular qo'shilishga urinishdir bandgap Yeh va boshqalarning g'oyalari. oddiy usul bilan vaqti-vaqti bilan muntazam kanallar qatorini yig'ish va tola shaklida chizish. Birinchisi, bunday tolalar bunday bint oralig'ida tarqalmagan, aksincha samarali qadam ko'rsatkichi bilan tarqalgan - ammo tarixiy sabablarga ko'ra bu nom o'zgarishsiz qolgan, ammo ba'zi tadqiqotchilar bu tolalarni "holey" tolalari yoki "mikrostrukturali" optik tolalar deb atashni afzal ko'rishadi. Bell Labs-dan ilgari mavjud bo'lgan ishlarga havola. Nano o'lchovga o'tish[4] "tuzilgan" tolalar yorlig'i bilan oldindan bo'shatilgan. 1986/87 yillarda Bell Labs-da DiGiovanni tomonidan Marcatili va boshqalarning ishi asosida ixtiro qilingan havo bilan qoplangan tola o'ta muhim variant edi. 1984 yilda.[5] Bu, ehtimol, havo teshiklari yordamida tolaning konstruktsiyasini tuzishga asoslangan eng muvaffaqiyatli tolalar dizayni bo'lishi mumkin va yuqori raqamli diafragma va yorug'lik yig'ish bo'yicha muhim dasturlarga ega, ayniqsa lazer shaklida amalga oshirilgan, ammo biofotonika va astrofotonika kabi turli sohalarda katta umidlar mavjud. .[6]

Davriy tuzilish ko'plab dasturlar uchun eng yaxshi echim bo'lmasligi mumkin. Hozirgi vaqtda yaqin maydonni shakllantirishdan tashqarida bo'lgan tolalar ataylab uzoq masofani birinchi marta shakllantirish uchun ishlab chiqilishi mumkin, shu jumladan tolaning oxiridan tashqari yorug'likni yo'naltirish.[7] Ushbu Fresnel tolalari aperiodik, fraktal va notekis adaptiv optikalarda yoki Fresnel / fraktal zonalarida qo'llaniladigan yanada takomillashtirilgan shakllarni o'z ichiga olgan linzalarni loyihalashda uzoq vaqt davomida qo'llanilgan taniqli Fresnel optikasidan foydalanadi. Dizaynning boshqa ko'plab amaliy afzalliklari orasida difraksiyaga asoslangan tarqaladigan to'lqin qo'llanmalaridagi kengroq fotonik tarmoqli bo'shliqlar va egiluvchanlikning kamayishi kamayadi, bu esa strukturaviy optik tolalarga erishish uchun muhim, bu esa qadam-indeks tolalaridan pastroq tarqalish yo'qotishlariga olib keladi.

Adabiyotlar

  1. ^ Martelli, C; Konservalash, J; Gibson, B; Xantington, S (2007). "Strukturaviy optik tolalardagi egilish yo'qotilishi". Optika Express. 15 (26): 17639–44. Bibcode:2007OExpr..1517639M. doi:10.1364 / OE.15.017639. PMID  19551059.
  2. ^ Konservalash, J (2002). "Optik to'lqin qo'llanmalarida diffraktsiz rejim yaratish va tarqalish" (PDF). Optik aloqa. 207: 35–39. Bibcode:2002 yil Opto.207 ... 35C. doi:10.1016 / S0030-4018 (02) 01418-9.[doimiy o'lik havola ]
  3. ^ Konservalash, J; Bakli, E; Lyytikainen, K (2003). "Frenel tolasi ichidagi tarqoq nurning dala superpozitsiyasi bilan havoda tarqalishi". Optik xatlar. 28 (4): 230–2. Bibcode:2003 yil OptL ... 28..230C. doi:10.1364 / OL.28.000230. PMID  12661527.
  4. ^ Xantington, S; Katsifolis, J; Gibson, B; Konservalash, J; Lyytikainen, K; Zagari, J; Keyxill, L; Sevgi, J (2003). "Konusli havo-silika tarkibidagi optik tolalar tarkibidagi nano-tuzilmani saqlash va tavsiflash" (PDF). Optika Express. 11 (2): 98–104. Bibcode:2003OExpr..11 ... 98H. doi:10.1364 / OE.11.000098. PMID  19461711.
  5. ^ .J. DiGovanni, R.S. Windeler, "Havo bilan qoplangan optik toladan iborat maqola", AQSh Patenti 5,907,652 ; G02B 006/20 (1998 yil 1997 yilda rasmiylashtirilgan); oldingi patent asosida: E.A.J. Marcatili, "Havo bilan qoplangan optik tolali to'lqin qo'llanmasi" AQSh Patenti 3.712.705 (1973)
  6. ^ Islund, Mattias L.; Konservalash, Jon (2009). "Astronomiya asboblari uchun havo bilan qoplangan tolalar: fokus-nisbati degradatsiyasi". Eksperimental astronomiya. 24: 1–7. Bibcode:2009 yil Eksa .... 24 .... 1A. doi:10.1007 / s10686-008-9132-7.
  7. ^ J. Canning, Fresnel Optics Inside Optic Fibles, Photonics Research Developments, 5-bob, Nova Science Publishers, Amerika Qo'shma Shtatlari, (2008) va u erda keltirilgan