Влияние поперечной деформации фотонно-кристаллического волокна на его спектральные характеристики
Автор: Пластун Александр Сергеевич, Конюхов Андрей Иванович
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 2 т.42, 2018 года.
Бесплатный доступ
При помощи численного моделирования рассмотрено распространение света в цельностеклянном фотонно-кристаллическом волокне. Проведено сравнение спектральных характеристик волокна с идеализированной гексагональной структурой и волокна с деформациями поперечного профиля. В расчётах использовались методы, основанные на пространственном преобразовании Фурье. Показана возможность совместного возбуждения мод полного внутреннего отражения и основной моды фотонной запрещённой зоны. Деформация структуры фотонно-кристаллического волокна приводит к сдвигу и сужению фотонной запрещённой зоны. Возбуждение мод полного внутреннего отражения приводит к росту поглощения на границах спектральной полосы пропускания волокна.
Фотонный кристалл, спектр, волоконная оптика, моделирование
Короткий адрес: https://sciup.org/140228721
IDR: 140228721 | DOI: 10.18287/2412-6179-2018-42-2-236-243
Spectral characteristics of a photonic band gap fiber
With the help of numerical simulation, we study the propagation of light in an all-glass photonic crystal fiber. A comparison of the spectral characteristics of a fiber with the idealized hexagonal structure and a fiber with transverse profile deformations is conducted. The calculations use methods based on a spatial Fourier transform. It is shown that total internal reflection modes and the fundamental mode of the photonic bandgap can be excited simultaneously. Structural deformation of a photonic crystal fiber results in the shifting and narrowing of the photonic bandgap. Excitation of the total internal reflection modes leads to increased absorption on the boundaries of the spectral band of the fiber.
Список литературы Влияние поперечной деформации фотонно-кристаллического волокна на его спектральные характеристики
- Joannopoulos, J. Photonic crystals: Molding the flow of light/J. Joannopoulos, R. Meade, J. Winn. -Princeton, NJ: Princeton University Press, 1995. -472 p. -ISBN: 978-0-6910-3744-8.
- Cregan, R.F. Single-mode photonic band gap guidance of light in air/R.F. Cregan, B.J. Managan, J.C. Knight, T.A. Birks, P.St.J. Russell, P.J. Roberts, D.C. Allen//Science. -1999. -Vol. 285, Issue 5433. -P. 1537-1539. - DOI: 10.1126/science.285.5433.1537
- Bise, R.T. Tunable photonic band gap fiber/R.T. Bise, R.S. Windeler, K.S. Kranz, C. Kerbage, B.J. Eggleton, D.J. Trevor//Optical Fiber Communication Conference and Exhibit, 2002 (OFC 2002). -2002. -P. 466-468. - DOI: 10.1109/OFC.2002.1036489
- Luan, F. All-solid photonic band gap fiber/F. Luan, A.K. George, T.D. Hedley, G.J. Pearce, D.M. Bird, J.C. Knight, P.St.J. Russell//Optics Letters. -2004. -Vol. 29, Issue 20. -P. 2369-2371. - DOI: 10.1364/OL.29.002369
- Schmidt, M.A. All-solid bandgap guiding in tellurite-filled silica photonic crystal fibers/M.A. Schmidt, N. Granzow, N. Da, M. Peng, L. Wondraczek, P.St.J. Russell//Optics Letters. -2009. -Vol. 34, Issue 13. -P. 1946-1948. - DOI: 10.1364/OL.34.001946
- Jansen, F. Avoided crossings in photonic crystal fibers/F. Jansen, F. Stutzki, C. Jauregui, J. Limpert, A. Tünnermann//Optics Express. -2011. -Vol. 19, Issue 14. -P. 13578-13589. - DOI: 10.1364/OE.19.013578
- Nielsen, M. Investigation of microdeformation-induced attenuation spectra in a photonic crystal fiber/M. Nielsen, G. Vienne, J. Folkenberg, A. Bjarklev//Optics Letters. -2003. -Vol. 28(4). -P. 236-246. - DOI: 10.1364/OL.28.000236
- Ren, G. Low-loss all-solid photonic bandgap fibre/P. Shum, L. Zhang, X. Yu, W. Tong, J. Luo//Optics Letters. -2007. -Vol. 32(9). -P. 1023-1025. - DOI: 10.1364/OL.32.001023
- Конюхов, А.И. Усиление направляемых мод в микроструктурных оптических волокнах/А.И. Конюхов, А. С. Соловьев, Л.А. Мельников, С.А. Акишин//Известия Саратовского университета. Серия Физика -2007. -Т.7(2) -C.30-36. -ISSN1817-3020.
- Brilland, L. Interfaces impact on the transmission of chalcogenides photonic crystal fibres/L. Brilland, J. Troles, P. Houizot, F. Désévédavy, Q. Coulombier, G. Renversez, T. Chartier, T.N. Nguyen, J. Adam, N. Traynor//Journal of the Ceramic Society of Japan. -2008. -Vol. 116, Issue 1358. -P. 1024-1027. - DOI: 10.2109/jcersj2.116.1024
- Lousteau, J. Photonic bandgap confinement in an all-solid tellurite-glass photonic crystal fiber/J. Lousteau, G. Scarpignato, G.S. Athanasiou, E. Mura, N. Boetti, M. Olivero, T. Benson, P. Sewell, S. Abrate, D. Milanese//Optics Letters. -2012. -Vol. 37, Issue 23. -P. 4922-4924. - DOI: 10.1364/OL.37.004922
- Caillaud, C. Photonic bandgap propagation in all-solid chalcogenide microstructured optical fibers/C. Caillaud, G. Renversez, L. Brilland, D. Mechin, L. Calvez, J. Adam, J. Troles//Materials. -2014. -Vol. 7, Issue 9. -P. 6120-6129. - DOI: 10.3390/ma7096120
- Li, M.-J. Modeling effects of structural distortions on air-core photonic bandgap fibers/M.-J. Li, J.A. West, K.W. Koch//Journal of Lightwave Technology. -2007. -Vol. 25, Issue 9. -P. 2463-2468. - DOI: 10.1109/JLT.2007.902744
- Pureur, V. Impact of transversal defects on confinement loss of an all-solid 2-D photonic-bandgap fiber/V. Pureur, G. Bouwmans, M. Perrin, Y. Quiquempois, M. Douay//Journal of Lightwave Technology. -2007. -Vol. 25, Issue 11. -P. 3589-3596. - DOI: 10.1109/JLT.2007.907741
- Конюхов, А.И. Усиление направляемых мод в микроструктурных оптических волокнах/А.И. Конюхов, А.С. Соловьев, Л.А. Мельников, С.А. Акишин//Известия Саратовского университета. Сер. Физика. -2007. -Т. 7(2). -C. 30-36.
- Saitoh, K. Air-core photonic band-gap fibers: the impact of surface modes/K. Saitoh, N.A. Mortensen, M. Koshiba//Optics Express. -2004. -Vol. 12, Issue 3. -P. 394-400. - DOI: 10.1364/OPEX.12.000394
- Benson, T.M. What is the future for beam propagation methods?/T.M. Benson, B.B. Hu, A. Vukovic, P. Sewell//Proceedings of SPIE. -2004. -Vol. 5579. -P. 351-358. - DOI: 10.1117/12.577173
- López-Doña, J.M. Fast-fourier-based three-dimensional full-vectorial beam propagation method/J.M. López-Doña, J.G. Wangüemert-Pérez, I. Molina-Fernández//IEEE Photonics Technology Letters. -2005. -Vol. 17, Issue 11. -P. 2319-2321. - DOI: 10.1109/LPT.2005.857618
- Melnikov, L.A. Softglass hollow-core photonic crystal fibers/L.A. Melnikov, I. Khromova, A. Scherbakov, N. Nikishin//Proceedings of SPIE. -2005. -Vol. 5950. -P. 243-251. - DOI: 10.1117/12.623163
- Саульев, В.К. Интегрирование уравнений параболического типа методом сеток/В.К. Саульев -М.: Физматлит, 1960. -324 с.
- Guobin, R. Full-vectorial analysis of complex refractive-index photonic crystal fibers/R. Guobin, W. Zhi, L. Shuqin, L. Yan, J. Shuisheng//Optics Express. -2004. -Vol. 12, Issue 6. -P. 1126-1135. - DOI: 10.1364/OPEX.12.001126
