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 新闻资讯     |      2020-03-31 12:27
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扭曲影响光子晶体光纤的传输行为

光子晶体光纤(pcf)的结构

wong et al

,science 2012,doi:10.1126 / science.1223824

马克斯·普朗克研究所(max planck institute)的科学家检查了光子晶体光纤在扭曲时的传输行为,发现扭曲时某些波长的传输变得更差,并且可以通过扭曲控制某些波长的变化

简单的纵向扭曲将某些微结构化的光纤转换为滤波器

位于埃尔兰根的马克斯·普朗克光科学研究所的研究人员已经详细测量了光子晶体光纤中的这种效应,并找到了一种解释这种现象的理论

他们的研究结果将为光通信以及激光器,传感器和光放大器的构造提供新的应用

玻璃纤维通常用于长距离传输光,例如,通过互联网的快速数据传输

光子晶体光纤(pcf)是此类光纤的新型变体,目前主要用于基础研究

它们的横截面让人联想到蜂窝:围绕纤芯的细小的空心管沿着圆形纤维延伸

它们确保光仅在光损耗很小的核心中传播

如果光子晶体光纤绕其纵轴扭曲,则其传输行为将发生显着变化,某些波长的传输会变得更差

光纤变成螺旋状并像过滤器一样工作

通过扭曲可以很容易地控制其行为:扭曲越强,透射率的下降就越向更长的波长转移

菲利普·罗素(philip russell)领导的埃尔兰根(官网平台erlangen)研究团队对这种效应进行了详细研究

他们固定了pcf的一端,并使用电机使另一端绕其轴线精确旋转,同时扫描二氧化碳激光器以扫描光纤以加热和软化玻璃

然后,来自超连续谱源的光能够在很宽的波长范围内几乎均等地发射光,然后将其发射到扭曲的光纤纤芯中,并使用一个光谱分析仪来测量透射光谱,即找出哪些波长被特别有效地抑制了

在实验中,从400纳米到1000纳米的波长范围内的透射率明显下降了四个点,正如预期的那样,当pcf拧得更紧时,它会向更长的波长移动

科学家们也发现他们的模拟非常吻合:菲利普·罗素(philip russell)说,早期的研究用??一种晶格效应解释了这种滤波器

但是,传输最小值的波长将不得不随着扭曲周期的长度而增加

我们的测量和模拟表明情况恰恰相反

罗素用19世纪的类比解释了滤镜效果:1878年,英国物理学家约翰·威廉·斯特鲁特(rayleigh勋爵)注意到声音在伦敦圣保罗大教堂圆顶的圆形路径中被引导

这种耳语画廊效应在光学中也存在,例如,当光在玻璃微球内部多次反射时,在某些光学波长下会形成高质量的共振

在扭曲的光子晶体光纤中滤出的波长也会发生类似的情况:蜂窝包层中会出现轨道共振,从而导致功率从纤芯侧向流失,而不是直接向前流动,因此只有很少一部分到达纤芯

另一端

russell解释说,使用灵敏的相机,可以看到纤维的侧面发出特别强烈抑制的颜色发光

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科学家预计该效果会得到有趣的技术应用:特别吸引人的是,在制成pcf之后,我们几乎可以按照我们想要的任何方式扭转它们

举例来说,这意味着我们在制造用于特定波长的滤光片时具有很大的灵活性

这些组件在许多领域起着重要作用:对于光学数据传输以及传感器,光纤激光器和光放大器

也可以改变沿纤维的捻度,这允许创建许多不同的过滤器

最后,这使修改纤维的线性和非线性响应成为可能,从而影响了产生超连续谱的两个重要参数

螺旋扭曲光子晶体光纤中的轨道角动量共振,gkl wong,ms kang,hw lee,f

biancalana,c

conti,t

weiss,p

st. j. russell,《科学》,2012年7月27日

337号 6093页446-449,

新宝5登录注册账号综合报道