Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
So sánh cường độ phổ tạo siêu liên tục trong các sợi quang photonic có lõi benzene với các loại lưới khác nhau trong lớp phủ
Tóm tắt
Ba sợi quang photonic có lõi benzene (BC-PCFs) được thiết kế mới có khả năng tối ưu hóa đồng thời cả đặc tính phân tán sắc màu và độ suy giảm cho ứng dụng hiệu quả nhất trong việc tạo ra siêu liên tục. Các đặc tính phi tuyến của BC-PCFs với lưới tròn (CL), lưới vuông (SL) và lưới lục giác (HL) đã được phân tích một cách định lượng để chọn lựa PCF tối ưu. Ba cấu trúc tối ưu: #CBF1, #SBF2, và #HBF3 được dự định cho việc tạo ra siêu liên tục (SCG) trong chế độ phân tán hoàn toàn bình thường. Các kết quả thu được cho thấy mặc dù sợi #HBF3 có diện tích chế độ hiệu quả lớn hơn và độ suy giảm cao hơn so với sợi #CBF1, #SBF2, nhưng đường cong phân tán của #HBF3 lại phẳng nhất và gần với đường cong phân tán bằng không trong vùng bước sóng từ 0.8–2.0 µm, do đó nó có hiệu suất cao nhất cho SCG. Những sợi này có khả năng tạo ra SCG đồng bộ trong dải bước sóng 0.66–1.53 µm, 0.71–1.76 µm, và 0.71–1.82 µm với công suất đỉnh thấp là 0.45 kW và xung 40 fs được ghép nối với lõi. Những sợi này là những đối tượng thực sự cho nguồn siêu liên tục sợi quang hoàn toàn, có thể thay thế cho các sợi có lõi thủy tinh vì tính phi tuyến của silica thấp hơn so với benzene. Giải pháp được đề xuất có thể dẫn đến các hệ thống quang học sợi hoàn toàn mới với chi phí thấp.
Từ khóa
#sợi quang photonic #lõi benzene #tạo siêu liên tục #phân tán sắc màu #độ suy giảmTài liệu tham khảo
Agrawal, G.: Nonlinear fiber optics. Academic Press (2012)
Buczyński, R.: Photonic crystal fibers. Acta Phys. Pol. A 106, 141–168 (2004)
Churin, D., Nguyen, T.N., Kieu, K., Norwood, R.A., Peyghambarian, N.: Mid-IR supercontinuum generation in an integrated liquid core optical fiber filled with CS2. Opt. Mater. Express 3, 1358–1364 (2013)
Corwin, K.L., Newbury, N.R., Dudley, J.M., Coen, S., Diddams, S.A., Weber, K., Windeler, R.S.: Fundamental noise limitations to supercontinuum generation in microstructure fiber. Phys. Rev. Lett. 90, 113904(1–4) (2003)
Dinh, Q.H., Pniewski, J., Van, H.L., Ramaniuk, A., Long, V.C., Borzycki, K., Xuan, K.D., Klimczak, M., Buczynski, R.: Optimization of optical properties of photonic crystal fibers infiltrated with, carbon tetrachloride for supercontinuum generation with subnanojoule femtosecond pulses. Appl. Opt. 57, 3738–3746 (2018)
Dudley, J.M., Genty, G., Coen, S.: Supercontinuum generation is photonic crystal fiber. J. Rev. Mod. Phys. 78, 1135–1184 (2006)
Dudley, J.M., Taylor, J.R.: Supercontinuum generation in optical fibers. Cambridge University Press (2010)
Fanjoux, G., Margueron, S., Beugnot, J.C., Sylvestre, T.: Supercontinuum generation by stimulated Raman-Kerr scattering in a liquid core optical fiber. J. Opt. Soc. Am. B 34, 1677–1683 (2017)
Hartl, I., Li, X.D., Chudoba, C., Ghanta, R.K., Ko, T.H., Fujimoto, J.G., Ranka, J.K., Windeler, R.S.: Ultrahigh-resolution optical coherence tomography using continuum generation in an air-silica microstructure optical fiber. Opt. Lett. 26, 608–610 (2001)
Heidt, A.M., Rothhardt, J., Hartung, A., Bartelt, H., Rohwer, E.G., Limpert, J., Tunnermann, A.: High quality sub-two cycle pulses from compression of supercontinuum generated in all-normal dispersion photonic crystal fiber. Opt. Express 19, 13873–13879 (2011)
Heidt, A.M., Feehan, J.S., Price, J.H.V., Feurer, T.: Limits of coherent supercontinuum generation in normal dispersion fibers. J. Opt. Soc. Am. B 34, 764–775 (2017)
Hoang, V.T., Kasztelanic, R., Anuszkiewicz, A., Stepniewski, G., Filipkowski, A., Ertman, S., Pysz, D., Wolinski, T., Xuan, K.D., Klimczak, M., Buczynski, R.: All-normal dispersion supercontinuum generation in photonic crystal fibers with large hollow cores infiltrated with toluene. Opt. Mater. Express 8, 3568–3582 (2018)
Hoang, V.T., et al.: Supercontinuum generation in an allnormal dispersion large core photonic crystal fiber infiltrated with carbon tetrachloride. Opt. Mater. Express 9, 2264–2278 (2019)
Hooper, L.E., Mosley, P.J., Muir, A.C., Wadsworth, W.J., Knight, J.C.: Coherent supercontinuum generation in photonic crystal fiber with all-normal group velocity dispersion. Opt. Express 19, 4902–4907 (2011)
https://www.lumerical.com/products/mode/
Isobe, K., Suda, A., Tanaka, M., Hashimoto, H., Kannari, F., Kawano, H., Mizuno, H., Miyawaki, A., Midorikawa, K.: Single-pulse coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy employing an octave spanning pulse. Opt. Express 17, 1259–11266 (2009)
Kano, H., Hamaguchi, H.: Ultrabroadband (> 2500 cm−1) multiplex coherent anti-Stokes Raman scattering microspectroscopy using a supercontinuum generated from a photonic crystal fiber. Appl. Phys. Lett. 86, 121113(1–3) (2005)
Knight, J.C., Birks, T.A., Russell, P.S.J., Atkin, D.M.: All-silica single-mode optical fiber with photonic crystal cladding. Opt. Lett. 21, 1547–1549 (1996)
Lanh, C.V., Hoang, V.T., Long, V.C., Borzycki, K., Xuan, K.D., Quoc, V.T., Trippenbach, M., Buczyński, R., Pniewski, J.: Optimization of optical properties of photonic crystal fibers infiltrated with chloroform for supercontinuum generation. Laser Phys. 29, 075107(1–9) (2019)
Lanh, C.V., Thuy, N.T., Duc, H.T., Tran, L.T.B., Ngoc, V.T.M., Trong, D.V., Trung, L.C., Quang, H.D., Khoa, D.Q.: Comparison of supercontinuum spectrum generating by hollow core PCFs filled with nitrobenzene with different lattice types. Opt. Quant. Electro. 54, 300(1–17) (2022)
Medjouri, A., Simohamed, L.M., Ziane, O., Boudrioua, A.: Analysis of a new circular photonic crystal fiber with large mode area. Optik 126, 5718–5724 (2015)
Mogilevtsev, D., Birks, T.A., Russell, P.S.J.: Group-velocity dispersion in photonic crystal fibers. Opt. Lett. 23, 1662–1664 (1998)
Monfared, Y.E., Javan, A.R.M., Kashani, A.R.M.: Confinement loss in hexagonal lattice photonic crystal fibers. Optik 124, 7049–7052 (2013)
Moutzouris, K., Papamichael, M., Betsis, S.C., Stavrakas, I., Hloupis, G., Triantis, D.: Refractive, dispersive and thermo-optic properties of twelve organic solvents in the visible and near-infrared. Appl. Phys. B 116, 617–622 (2014)
Myers, T.L., Tonkyn, R.G., Danby, T.O., Taubman, M.S., Bernacki, B.E., Birnbaum, J.C., Sharpe, S.W., Johnson, T.J.: Accurate measurement of the optical constants n and k for a series of 57 inorganic and organic liquids for optical modeling and detection. Appl. Spectrosc. 72, 535–550 (2018)
Nibbering, E.T.J., Franco, M.A., Prade, B.S., Grillon, G., Blanc, C.L., Mysyrowicz, A.: Measurement of the nonlinear refractive index of transparent materials by spectral analysis after nonlinear propagation. Opt. Commun. 119, 479–484 (1995)
Pandey, S.K., Prajapati, Y.K., Maur, J.B.: Design of simple circular photonic crystal fiber having high negative dispersion and ultra-low confinement loss. Results Opt. 1, (100024) 1–7 (2020)
Pysz, D., Kujawa, I., Stepien, R., Klimczak, M., Filipkowski, A., Franczyk, M., Kociszewski, L., Buzniak, J., Harasny, K., Buczynski, R.: Stack and draw fabrication of soft glass microstructured fiber optics. Bull. Pol. Acad. Sci. Tech. Sci. 62, 667–682 (2014)
Qian, K., Gu, Z., Xu, J., Dong, X., Yu, W., Yu, Z., Ren, D.: Noise-like pulse erbium-doped fiber laser for supercontinuum generation. Optik 158, 215–219 (2018)
Ranka, J.K., Windeler, R.S., Stentz, A.J.: Visible continuum generation in air silica microstructure optical fibers with anomalous dispersion at 800 nm. Opt. Lett. 25, 25–27 (2000)
Saghaei, H.: Supercontinuum source for dense wavelength division multiplexing in square photonic crystal fiber via fluidic infiltration approach. Radioengineering 26, 16–22 (2017)
Saitoh, K., Koshiba, M., Hasegawa, T., Sasaoka, E.: Chromatic dispersion control in photonic crystal fibers: application to ultra-flattened dispersion. Opt. Express 11, 843–852 (2003)
Sen, S., Shafi, M.A., Kabir, M.A.: Hexagonal photonic crystal fiber (H-PCF) based optical sensor with high relative sensitivity and low confinement loss for terahertz (THz) regime. Sensing and Bio-Sensing Research 30, (100377) 1–9 (2020)
Takushima, Y., Kikuchi, K.: 10-GHz, over 20-channel multiwavelength pulse source by slicing super-continuum spectrum generated in normal-dispersion fiber. IEEE Photonics Technol. Lett. 11, 322–324 (1999)
Tan, C.Z.: Determination of refractive index of silica glass for infrared wavelengths by IR spectroscopy. J. Non-Cryst. Solids 223, 158–163 (1998)
Tran, L.T.B., Thuy, N.T., Ngoc, V.T.M., Trung, L.C., Minh, L.V., Van, C.L., Khoa, D.X., Lanh, C.V.: Analysis of dispersion characteristics of solid-core PCFs with different types of lattices in the claddings, infiltrated with ethanol. Photonics Lett. Pol. 12, 106–108 (2020)
Tu, H., Liu, Y., Turchinovich, D., Boppart, S.A.: Compression of fiber supercontinuum pulses to the Fourier-limit in a high-numerical-aperture focus. Opt. Lett. 36, 2315–2317 (2011)
Udem, T., Holzwarth, R., Hansch, T.W.: Optical frequency metrology. Nature 416, 233–237 (2002)
Ulman, M., Bailey, D.W., Acioli, L.H., Vallee, F.G., Stanton, C.J., Ippen, E.P., Fujimoto, J.G.: Femtosecond tunable nonlinear absorption spectroscopy in Al0.1Ga0.9As. Phys. Rev. B 47, 10267–10278 (1993)
Van, L.C., Anuszkiewicz, A., Ramaniuk, A., Kasztelanic, R., Dinh, K.X., Trippenbach, M., Buczynski, R.: Supercontinuum generation in photonic crystal fibres with core filled with toluene. J. Opt. 19, (125604) 1–9 (2017)
Van, L.C., Hoang, V.T., Borzycki, K., Xuan, K.D., Quoc, V.T., Trippenbach, M., Buczyński, R., Pniewski, J.: Supercontinuum generation in photonic crystal fibers infiltrated with nitrobenzene. Laser Phys. 30, (035105) 1–9 (2020)
Vieweg, M., Gissibl, T., Pricking, S., Kuhlmey, B.T., Wu, D.C., Eggleton, B.J., Giessen, H.: Ultrafast nonlinear optofluidics in selectively liquid-filled photonic crystal fibers. Opt. Express 18, 25232–25240 (2010)
Zhang, H., Chang, S., Yuan, J., Huang, D.: Supercontinuum generation in chloroform-filled photonic crystal fibers. Optik 121, 783–787 (2010)