З'єднання оптичних волокон
Для того, щоб отримати хорошу ефективність зв'язку, характеристики зосередженого променя (як правило, лазерного променя) повинні відповідати параметрам волокна. Загальні вказівки полягають у тому, що (1) цілеспрямоване місце повинно бути порівнянним із розміром ядра, (2) зосереджений промінь повинен знаходитися в центрі ядра, і (3) кут падаючого конуса не повинен перевищувати чисельної діафрагми Na волокна. Умови (1) та (2) показані на лівій частині рис. 1, а стан (3) показано на правій частині рис. 1. Для мультимодних волокон перші два умови легко адаптуються завдяки великому діаметру ядра. Тому відповідність об'єктива зчеплення з чисельною діафрагмою Na волокна досягає хорошої ефективності з'єднання у мультимодних волокнах.
З цієї точки зору, з'єднання з одномодовими волокнами є більш складною проблемою. Менший діаметр ядра одномодового волокна вимагає більше механічних елементів опто, щоб забезпечити поєднання фокусного променя з точністю позиціонування субмікрону. Крім того, режим інцидентового лазера повинен відповідати режиму волокна. Іншими словами, ефективність зв'язку залежить від інтеграла перекриття гауссового режиму вхідного лазерного променя та приблизного Гауссового фундаментального режиму волокна.
Рис. 1 Схематична схема оптичної зв'язку в мультимодове або одномодне волокно (зліва). Умови захворюваності в багатомодовому волокні, таким чином, що світло переповнюється (вгорі праворуч) і недоліки (внизу праворуч) волокна.
Типи оптичних волокон
Багато різних типів оптичних волокон можуть проявляти дуже різні геометрії, як показано на малюнку 2. Стандартні одномододні волокна, що використовуються в комунікаціях, мають невеликі діаметри ядра (менше 10 мкм), тоді як мультимодні волокна мають діаметри ядра від шістдесяти до декількох сотень мкм. Мультимодні волокна можуть мати поступові або кроки профілі індексу заломлення. Також поширені спеціальні волокна, включаючи волокна, що зберігають зміщення, волоконні кабелі з високою потужністю, волоконні волоконні волокна, нечутливі волокна та волокна для екстремальних температур.
Малюнок 2 Різні типи волокон
Завдяки їх поширеності та корисності два специфічні типи спеціальних волокон детально описані нижче: рідкісні земляні елементи, лежані волокна та фотонні кристалічні волокна (PCF).
Рідкісний земний елемент, допедовані волокна: Рідкісний земляний елемент, допіновані волокна, особливо важливі для волоконних лазерів, оскільки ці допанти (наприклад, ND, YB та ER-YB-допед) можуть використовуватися як лазерний приріст носія. Використання доперованих волокон з двома рідкісними елементами дозволяє ефективно відповідати промені насоса, або шляхом фокусування в вільному просторі, або шляхом передачі через інше волокна, і ці допедні волокна також можуть бути використані для виготовлення бражової решітки (FBG), чутливого до світла (Bragg grating grating, що є періодичною модуляцією, що рефракційно гравить.
Високоякісні FBG можуть бути побудовані з періодичного малюнка УФ-світла, до якого піддається фоточутливе волокно (рідкісні елементи Землі, сильно поглинають УФ). Зарустрічі утворюються, коли волокно піддається періодичним моделям УФ -світла, які, як правило, генеруються фазовою маскою. З точки зору виробництва, цей метод виготовлення є швидким, надійним і чітко привабливим. Зрітки Bragg (FBG) здатні досягти високої відбивної здатності (до 99%) через вузькі смуги довжини хвилі (див. Рис. 3), що корисно для генерування дзеркал порожнини у волоконних лазерах або для використання в якості спектральних фільтрів у волоконно-оптичних системах зв'язку.
Фотонне кристалічне волокно (PCF): Фотонічні кристали - це мікроструктуровані матеріали, в яких індекс заломлення періодично змінюється залежно від положення. У PCF ця періодична варіація досягається регулярними вакансіями або повітряними отворами, паралельними осі (див. Малюнок 2). На відміну від звичайних оптичних волокон, і ядро, і облицювання виготовлені з одного матеріалу. Отже, всі хвилеводні властивості в PCF виникають із наявності вакансій. PCF, як правило, поділяються на дві основні категорії: індекс заломлення індексу керованих волокон із твердими ядерами та фотонними волоконами з діловодством з низьким вмістом заломлення (наприклад Одиночний режим з діаметром поля великого режиму від УФ до ІЧ, дуже висока нелінійність та здатність мати значення для НА ПКФ широко використовуються в спектроскопії, метрології, біомедицині, візуалізації, телекомунікації, промисловій обробці та захисті.
Малюнок 3 Схематичні та репрезентативні спектри передачі та відбиття.
