Поверхностные электромагнитные поля оболочечных мод бессердцевинных волоконных световодов

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Рассчитаны точные гибридные моды бессердцевинного оптического волокна. Получены пространственные распределения электромагнитных полей вблизи поверхности оболочки. Проведено сравнение радиальных, азимутальных и продольных компонент поля вблизи поверхности оболочки для гибридных точных мод и приближенных линейно-поляризованных (LP) мод. Исследованы поляризационные характеристики мод с учетом продольной компоненты поля в зависимости от типа гибридных мод и модовых чисел. Комбинация гибридных мод формирует моды, подобные LP-модам, имеющие почти однородную линейную поляризацию внутри волокна вдали от поверхности оболочки. Показано, что под поверхностью оболочки поляризация LP-подобных мод также линейна, однако существенно неоднородна по азимутальному углу с отклонением угла поляризации на величину до 21о от основного направления поляризации моды. Кроме того, значительно возрастает роль продольной компоненты поля вблизи поверхности оболочки, где ее величина может превышать величины поперечных компонент.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

М. А. Абельмас

Ульяновский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: abelmax1998@mail.ru
Россия, ул. Северный Венец, 32, Ульяновск, 432027

О. В. Иванов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Email: abelmax1998@mail.ru

Ульяновский филиал 

Россия, ул. Гончарова, 48/2, Ульяновск, 432011

Список литературы

  1. Волоконно-оптические датчики / Под ред. Э. Удда. М.: Техносфера, 2008.
  2. Chiang K. S., Liu Y., Liu Q., Rao Y. // Photonic Sensors. 2011. V. 1. № 3. P. 204.
  3. Wu Z., Liu B., Zhu J., Liu J. et al. // Chinese Opt. Lett. 2020. V. 18. № 6. P. 061201.
  4. Tripathi S. M., Kumar A., Varshney R. K. et al. // J. Lightwave Technol. 2009. V. 27. № 13. P. 2348.
  5. Kogelnik H., Schmidt R. // IEEE J. Quantum Electronics. 1976. V. 12. № 7. P. 396.
  6. Chiang K. S., Ng M. N., Liu Y., Li S. // Proc. Lasers Electro-Opt. Soc. 2000 Ann. Meeting, 15–16 Nov. Rio Grande. 2000. P. 836.
  7. Chan F. Y.M., Chiang K. S. // J. Lightwave Technol. 2006. V. 24. № 2. P. 1008.
  8. Kim M. J., Jung Y. M., Kim B. H. et al. // Opt. Express. 2007. V. 15. № 17. P. 10855.
  9. Jung Y., Brambilla G., Murugan G. S., Richardson D. J. // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 98. № 2. 021109.
  10. Hong Z., Li X., Zhou L. et al. // Opt. Express. 2011. V. 19 № 5. P. 3854.
  11. Wu Q., Semenova Y., Ma Y. // J. Lightwave Technol. 2011. V. 29. № 24. P. 3683.
  12. Baiad M. D., Gagné M., Lemire-Renaud S. et al. // Opt. Express. 2013. V. 21. № 6. P. 6873.
  13. Cai Z., Liu F., Guo T. et al. // Opt. Express. 2015. V. 23. № 16. P. 20971.
  14. Schlangen S., Bremer K., Zheng Y. et al. // P. Soc. Photo-opt. Ins. 2018. V. 10681. 1068116.
  15. Zhang W., Huang L., Gao F. et al. // Opt. Lett. 2012. V. 37. P. 1241.
  16. Zhang C., Chiang K. S. // Opt. Eng. 2012. V. 51 № 7. 075001.
  17. Иванов О. В., Никитов С. А., Гуляев Ю. В. // Успехи физ. наук. 2006. Т. 49. № 2. С. 167.
  18. Lam P. K., Stevenson A. J., Love J. D. // Electron. Lett. 2000. V. 36. № 11. P. 967.
  19. Bachim B. L., Ogunsola O. O., Gaylord T. K. // Opt. Lett. 2005. V. 30. № 16. P. 2080.
  20. Chan F. Y. M., Kim M. J., Lee B. H. // J. Opt. Soc. Korea. 2005. V. 9. № 4. P. 135.
  21. Yukun B., Kin S. C. // J. Lightwave Technol. 2005. V. 23 № 12. P. 4363.
  22. Liu Y., Chiang K. S., Rao Y. J. et al. // Opt. Express. 2007. V. 15. № 26. P. 17645.
  23. Xue W., Lu M., Jun Y., Yuan L. // Acta Optica Sinica. 2010. V. 30. № 12. P. 3391.
  24. Abrishamian F., Morishita K. // IEICE T. Electron. 2015. V. 98. № 7. P. 512.
  25. Юсупова Л. И., Иванов О. В. // Радиотехника. 2019. № 9. С. 74.
  26. Xu X., Ouyang X., Zhou A. // Opt. Commun. 2019. V. 445. P. 1.
  27. Бутов О. В., Томышев К. А., Нечепуренко И. А. // Успехи физ. наук. 2022. Т. 192. С. 1385.
  28. Томышев К. А., Е. И. Долженко E. B., Бутов О. В. // Квант. электроника. 2021. Т. 51. № 12. С. 1113.
  29. Tomyshev K. A., Tazhetdinova D. K., Manuilovich E. S., Butov O. V. // J. Appl. Phys. 2018. V. 124. № 113106.
  30. Tomyshev K. A., Tazhetdinova D. K., Manuilovich E. S., Butov O. V. // Phys. Status Solidi. A. 2018. № 1800541.
  31. Tomyshev K. A., Manuilovich E. S., Tazhetdinova D. K. // Sens. Actuators, A. 2020. V. 308. № 112016.
  32. Manuilovich E. S., Tomyshev K. A., Butov O. V. // Sensors. 2019. V. 19. № 4245.
  33. Liu Y., Chiang K. S., Liu Q. // Opt. Express. 2007. V. 15. № 10. P. 6494.
  34. Kim M. J., Chan F. Y. M., Paek U. C., Lee B. H. // Proc. Optical Fiber Comm. Conf. and National Fiber Optic Engineers Conf. 5–10 March. 2006. Anaheim. P. 3.
  35. Han Y. G., Lee S. B., Kim C. S., Jeong M. Y. // Opt. Lett. 2006. V. 31 № 6. P. 703.
  36. Lo Y. L. // Opt. Eng. 2006. V. 45. № 12. Р. 125001.
  37. Kritzinger R., Meyer J., Burger J. // S. Afr. J. Sci. 2011. V. 107. № 5/6. P. 703.
  38. He Y. J., Chen X. Y. // IEEE Trans. 2013. V. NANO-12. № 3. P. 460.
  39. Fang L., Jia H. // Opt. Express. 2014. V. 22. № 10. P. 16621.
  40. Dong X. W., Feng S. C., Lu S. H. et al. // Acta Physica Sinica. 2007. V. 56. № 12. P. 7039.
  41. Liu Q., Chiang K. S., Liu Y. // J. Lightwave Technol. 2008. V. 26. № 18. P. 3277.
  42. Chiang K. S., Chan F. Y. M., Ng M. N. // J. Lightwave Technol. 2004. V. 22. № 5. P. 1358.
  43. Zhang W., Huang L., Gao F., Bo F. // Opt. Express. 2013. V. 21. № 14. P. 1358.
  44. Kawano K., Kitoh T. Introduction to Optical Waveguide Analysis: Solving Maxwell’s Equations and the Schrodinger Equation N. Y.: Wiley. 2001.
  45. Iizuka K. Elements of the Photonics / N.Y.: Wiley. 2002.
  46. Huang W. P. // J. Opt. Soc. Amer. A. 1994. V. 11. № 3. P. 963.
  47. Erdogan T. // J. Opt. Soc. Amer. A. 1997. V. 14. № 8. P. 1760.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Зависимости эффективных показателей преломления различных мод от длины волны.

Скачать (114KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость амплитуд поперечных и продольной компонент электрического поля моды HE11 от радиуса для λ = 1550 нм в логарифмическом масштабе по всему сечению волокна (а) и вблизи границы (б).

Скачать (158KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость амплитуд поперечных и продольной компонент электрического поля моды HE11 от радиуса вблизи границы в линейном масштабе.

Скачать (91KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Угловые зависимости компонент электрического поля LP01-подобной моды: внутри волокна для r = 30 мкм (а), под поверхностью (б) и над поверхностью оболочки волокна (в).

Скачать (228KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Распределение вектора поперечного электрического поля LP01-подобной моды внутри оболочки, под и над поверхностью оболочки волокна.

Скачать (85KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Угловые зависимости компонент электрического поля моды : внутри волокна для r = 30 мкм (а), под поверхностью оболочки волокна (б), над поверхностью оболочки волокна (в).

Скачать (264KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Распределение вектора поперечного электрического поля -подобной моды внутри оболочки, под и над поверхностью оболочки волокна.

Скачать (73KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Угловые зависимости компонент электрического поля моды : внутри волокна для r = 30 мкм (а), под поверхностью оболочки волокна (б), над поверхностью оболочки волокна (в).

Скачать (256KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Распределение вектора поперечного электрического поля -подобной моды внутри оболочки, под и над поверхностью оболочки волокна.

Скачать (73KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024