Consistent refractive index profile measurements of a step-index monomode optical fiber attained by several techniques

Gauthier, Francis; Augé, Jacques; Gallou, D.; Wehr, Matthias; Blaison, S.

doi:10.1109/jqe.1981.1071221

Cited by 9 publications

(3 citation statements)

References 6 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…The He-Ne laser is widely used as a probe light source in the measurement of refractive index relying on Fresnel reflection method because of its stability of mode and frequency [26]. A minimum spot diameter of focused beam on the end surface of an optical fiber is approximately 2 .tm.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Fabrication study of double-cladding structure in optical fibers using plasma channeling induced by a femtosecond laser

Cho

Kumagai

Midorikawa

et al. 2000

High-Power Laser Ablation II

View full text Add to dashboard Cite

Refractive index modification in multimode optical fibers is first demonstrated using the plasma channeling excited by a high-intensity femtosecond (1 10 fs) Ti:sapphire laser (?=79O nm). The refractive index modification induced in a pure silica multimode step-index fiber with a 100/1 10 m core/cladding diameter reaches the length of approximately 9'-' 10 mm from the input face of the optical fiber with the diameters ranging from 5to 8 im at input intensities more than 1 .5xlO'2 W/cm2. The graded refractive index profiles are fabricated to be a symmetric form from the center of a multimode fiber and a maximum value of refractive index change ( En) is measured to be 2.1x102. According to the electron spin resonance spectroscopic measurement, it is found that the defect concentration of SiE' center increased significantly in the modified region in relation to that of the region without modification. The plasma self-channeling would induce the refractive index modification with the defects. The intensity profile of the output beam transmitted through the modified multimode fibers shows that the bulk modification produces a double cladding structure. The fabrication method of the double cladding structure in optical fibers can be a useful tool for a variety of applications such as mode converters and single-mode connectors in the fields of optical communication and optical sensor.

show abstract

Section: Resultsmentioning

confidence: 99%

Fabrication study of double-cladding structure in optical fibers using plasma channeling induced by a femtosecond laser

Cho

Kumagai

Midorikawa

et al. 2000

High-Power Laser Ablation II

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Many methods (Gambling et al 1976;Hotate and Okoshi 1979;Gauthier et al 1981) have been proposed to characterize single-mode step index optical fibers from the far-field radiation pattern. The far-field radiation pattern technique requires a large detector dynamic range and time-consuming computer calculations.…”

Section: Refractive Index Reconstruction From the Far-field Radiation Patternmentioning

confidence: 99%

“…Both far-field and near-field methods are discussed by Gauthier et al (1981). The near-field method is easier to set up and calculates directly the refractive index profile.…”

Section: Refractive Index Reconstruction From the Near-field Radiation Patternmentioning

confidence: 99%

Optical waveguide design using inverse transmission line techniques

Thraskias¹,

Θρασκιάς²

View full text Add to dashboard Cite

Σε αυτήν τη διδακτορική διατριβή μελετάμε και αναπτύσσουμε ένα νέο καινοτόμο αλγόριθμο για τον άμεσο και ακριβή υπολογισμό της κατανομής του δείκτη διάθλασης ενός κυλινδρικού κυματοδηγού με γνώση μόνο του ηλεκτρικού πεδίου. Αυτό το αντίστροφο πρόβλημα λύνεται χρησιμοποιώντας τεχνικές ισοδύναμων κυκλωμάτων. Ξεκινώντας από τις εξισώσεις Maxwell, αρχικά μοντελοποιούμε τον κυλινδρικό διηλεκτρικό κυματοδηγό με ένα ισοδύναμο κύκλωμα γραμμών μεταφοράς. Έπειτα χρησιμοποιώντας μια αναλυτική μέθοδο για τον ακριβή υπολογισμό της σταθεράς διάδοσης, ανακατασκευάζουμε τον δείκτη διάθλασης της οπτικής ίνας. Η μέθοδος αυτή στηρίζεται στην ελαχιστοποίηση του σφάλματος κατά την ανακατασκευή του δείκτη διάθλασης μέσα από τον υπολογισμό της ακριβής τιμής της σταθεράς διάδοσης. Οι υπολογισμοί πραγματοποιούνται άμεσα χωρίς να απαιτείται είτε αριθμητικός υπολογισμός παραγώγων (numerical differentiation) είτε προσομοίωση καμπυλών (curve fitting). Ο ακριβής υπολογισμός της σταθεράς διάδοσης είναι ζωτικής σημασίας για την ανακατασκευή του δείκτη διάθλασης καθώς έχει ως αποτέλεσμα την ελαχιστοποίηση του σφάλματος κατά την σχεδίαση του δείκτη διάθλασης από το ηλεκτρικό πεδίο. Η τεχνική αυτή είναι ακριβής, γρήγορη και ταχύτατα συγκλίνουσα. Παρουσιάζουμε παραδείγματα ανακατασκευής οπτικών ινών βηματικού, τριγωνικού και παραβολικού δείκτη διάθλασης χρησιμοποιώντας το ηλεκτρικό πεδίο του θεμελιώδους καθώς και άλλων υψηλότερης τάξης τρόπων. Χρησιμοποιούμε και υψηλότερης τάξης τρόπους για την ανακατασκευή καθώς σε μερικές περιπτώσεις ενδέχεται να είναι καταλληλότερος ένας υψηλότερης τάξης τρόπος για κάποια μήκη κύματος από τον θεμελιώδη. Επιπρόσθετα, στην παρούσα διατριβή είναι η πρώτη φορά που μελετάται η σχεδίαση ηλεκτρικών πεδίων με αυθαίρετες - ασυνήθιστες κατανομές μέσα σε κυλινδρικούς κυματοδηγούς μιγαδικού δείκτη διάθλασης. Για να επιτύχουμε αυτή την ευελιξία στο σχήμα του πεδίου χρησιμοποιούμε κυματοδηγούς μιγαδικού δείκτη διάθλασης, όπου υπολογίζουμε τον απαιτούμενο δείκτη διάθλασης τόσο στο πραγματικό όσο και στο φανταστικό μέρος. Επεκτείνουμε, επομένως, ακόμα περισσότερο την αντίστροφη τεχνική ισοδύναμων κυκλωμάτων και αναπτύσσουμε έναν αλγόριθμο για τον άμεσο και ακριβή υπολογισμό της κατανομής του δείκτη διάθλασης στους κυλινδρικούς κυματοδηγούς ξεκινώντας με μοναδικό δεδομένο ένα αυθαίρετο (επιθυμητό) ηλεκτρικό πεδίο. Η μέθοδος που χρησιμοποιούμε για να επιλύσουμε αυτό το αντίστροφο πρόβλημα είναι μοντελοποιώντας τον κυματοδηγό εγκάρσια ως μία γραμμή μεταφοράς. Δείχνουμε την αποτελεσματικότητα της τεχνικής αυτής μέσα από πολλά παραδείγματα ανακατασκευής οπτικών κυματοδηγών χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά πεδία με διαφορετικές επιθυμητές κατανομές. Σε πολλές περιπτώσεις η λύση του αντίστροφου αυτού προβλήματος είναι ένας κυματοδηγός μιγαδικού δείκτη διάθλασης. Μία από τις καινοτομίες της τεχνικής αυτής είναι ότι ανακατασκευάζουμε οπτικές ίνες μιγαδικού δείκτη διάθλασης που υποστηρίζουν ασυνήθιστες κατανομές ηλεκτρικού πεδίου. Αναμένουμε αυτή η τεχνική να έχει εφαρμογές στη σχεδίαση ειδικών οπτικών ινών για επιτυχημένη σύζευξη ανάμεσα σε ανόμοιους κυματοδηγούς (πχ κυλινδρικούς με επίπεδους), στην σχεδίαση οπτικών ινών για αισθητήρες, στην πολυπλεξία διαίρεσης τρόπων (mode division multiplexing), στην σχεδίαση οπτικών ενισχυτών με βελτιωμένα χαρακτηριστικά όσον αφορά την κατανομή του κέρδους (gain flattening) και επίσης στη σχεδίαση οπτικών ινών υψηλής ισχύος.Επιπλέον, στη διατριβή αυτή αναπτύσσεται ένας καινοτόμος αλγόριθμος για την σχεδίαση επίπεδων κυματοδηγών χρησιμοποιώντας αυθαίρετες κατανομές ηλεκτρικών πεδίων. Σε φυσιολογικές συνθήκες, όπου είναι γνωστή η κατανομή του δείκτη διάθλασης ενός κυματοδηγού, αρχικά υπολογίζουμε την σταθερά διάδοσης ενός τρόπου και έπειτα σχεδιάζουμε το ηλεκτρικό του πεδίο (ευθύ πρόβλημα). Ένας νέος αλγόριθμος αναπτύσσεται εδώ για την ανακατασκευή του δείκτη διάθλασης ενός επίπεδου κυματοδηγού με χρήση μιας επιθυμητής κατανομής ηλεκτρικού πεδίου. Το αντίστροφο αυτό πρόβλημα γενικά λύνεται χρησιμοποιώντας επίπεδους κυματοδηγούς μιγαδικού δείκτη διάθλασης, όπου υπολογίζουμε τον απαιτούμενο δείκτη διάθλασης τόσο στο πραγματικό όσο και στο φανταστικό μέρος. Η μέθοδος που χρησιμοποιούμε για να επιλύσουμε αυτό το αντίστροφο πρόβλημα είναι μοντελοποιώντας τον κυματοδηγό εγκάρσια ως μία γραμμή μεταφοράς και δουλεύοντας αντίστροφα με αφετηρία το ηλεκτρικό πεδίο. Παρουσιάζουμε παραδείγματα ανακατασκευής κατανομών δείκτη διάθλασης επίπεδων κυματοδηγών τα οποία αναμένουμε να είναι χρήσιμα στη σχεδίαση οπτικών κυματοδηγών υψηλής ισχύος, στην σχεδίαση οπτικών αισθητήρων, στην σχεδίαση επιθυμητών μιγαδικών ηλεκτρικών πεδίων μέσα σε επίπεδους κυματοδηγούς και στην σχεδίαση οπτικών κυματοδηγών για την επιτυχημένη σύζευξη ανάμεσα σε κυλινδρικούς και επίπεδους κυματοδηγούς. Τέλος παρουσιάζουμε ένα νέο και αποτελεσματικό αλγόριθμο για την ακριβή σχεδίαση μονότροπων οπτικών ινών που υποστηρίζουν ηλεκτρικά πεδία επίπεδης κατανομής (perfect top-hat) στον πυρήνα της ίνας με πολύ μεγάλο μέγεθος δέσμης. Αναπτύσσουμε μια τεχνική για τον άμεσο και ακριβή υπολογισμό της κατανομής του δείκτη διάθλασης τέτοιων οπτικών ινών μέσα από την γνώση του (top-hat) ηλεκτρικού πεδίου. Η μέθοδος που χρησιμοποιούμε για να επιλύσουμε αυτό το αντίστροφο πρόβλημα είναι μοντελοποιώντας τον κυματοδηγό εγκάρσια ως μία γραμμή μεταφοράς. Δείχνουμε την αποτελεσματικότητα της τεχνικής αυτής μέσα από πολλά παραδείγματα ανακατασκευής μονότροπων οπτικών ινών που υποστηρίζουν ηλεκτρικά πεδία επίπεδης κατανομής (perfect top-hat) στον πυρήνα της ίνας και πολύ μεγάλου μεγέθους δέσμης το οποίο σε μερικές περιπτώσεις ξεπερνά τα 4000 μm2. Επιπρόσθετα παρουσιάζουμε για πρώτη φορά ένα γενικό τύπο (συνάρτηση) για τον άμεσο, ευθύ και ακριβή υπολογισμό της κατανομής του δείκτη διάθλασης αυτών των LMA SM οπτικών ινών χωρίς να απαιτείται ανακατασκευή από το ηλεκτρικό πεδίο. Αυτές οι οπτικές ίνες περιορίζουν τα μη γραμμικά φαινόμενα stimulated Brillouin scattering (SBS), stimulated Raman scattering (SRS) και self phase modulation (SPM), στις εφαρμογές υψηλής ισχύος.

show abstract

Fabrication of internal diffraction gratings in planar fluoride glass using low-density plasma formation induced by a femtosecond laser

Cho

Chang

Kim

et al. 2008

Applied Surface Science

View full text Add to dashboard Cite

Consistent refractive index profile measurements of a step-index monomode optical fiber attained by several techniques

Cited by 9 publications

References 6 publications

Fabrication study of double-cladding structure in optical fibers using plasma channeling induced by a femtosecond laser

Fabrication study of double-cladding structure in optical fibers using plasma channeling induced by a femtosecond laser

Optical waveguide design using inverse transmission line techniques

Fabrication of internal diffraction gratings in planar fluoride glass using low-density plasma formation induced by a femtosecond laser

Contact Info

Product

Resources

About