اصلاح ساختار فیبرهای فوتونیک کریستال سیلیکا بمنظور ساده سازی فرآیند ساخت آنها

محورهای موضوعی : الکترونیک نوری

اشکان قنبری ¹ , مهران نیکو ²

1 - دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال
2 - دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال

تاریخ دریافت : 1392/03/07 تاریخ پذیرش : 1393/01/28 تاریخ انتشار : 1393/03/11

کلید واژه: سیلیکا, فلورین, فیبر فوتونیک کریستال, فمتوثانیه,

چکیده مقاله :

در این تحقیق، ساختاری جدید از فیبرهای فوتونیک کریستال پیشنهاد خواهد شد، که در آنها به جای استفاده از حفره‌های هوا در ناحیه پوسته فیبر، از میله‌های سیلیکای تغلیط شده با فلورین 2% به منظور کاهش مشکلات مرتبط با تغییر شکل حفره‌های هوا در فرآیند ساخت فیبرهای فوتونیک کریستال استفاده خواهد شد. همچنین در ادامه، تعدادی از خواص انتشاری فیبر فوتونیک کریستال پیشنهاد شده با یک فیبر فوتونیک کریستال معمولی سیلیکا همانند فرکانس نرمالیزه، ضریب شکست موثر، پاشندگی کل و پاشندگیهای مراتب بالاتر(2 و 3) مورد تجزیه و تحلیل و مقایسه قرار خواهند گرفت. نهایتاٌ مشخص خواهد شد که ساختار جدید فیبر فوتونیک کریستال از لحاظ استفاده در فرآیند ساخت بسیار ساده‌تر از فیبر فوتونیک کریستال سیلیکای معمولی می‌باشند و از لحاظ انتشار سالیتونهای فمتوثانیه در شرایط مناسبی قرار ندارد. همچنین نشان داده خواهد شد، شرایط فیبر کریستال نوری سیلیکا جهت انتشار سالیتونهای فمتوثانیه به مراتب ایده آل‌تر نسبت به ساختار جدید است.

چکیده انگلیسی:

In this research, a new structure of photonic crystal fibers(PCFs) will be proposed,in which instead of using the aire- holes in the cladding region, the flourine(2%) doped solid silica rods in order to reduce the problems associated with deformities of air-holes in the cladding region will be used.Also, in the following, a few of the propagation charactristics of the proposed Photonic Crystal Fiber with a conventional silica Photonic Crystal Fiber such as, Normalized frequency,effective refractive index,total dispersion and higher order dispersions ( Group velocity dispersion and Third Order Dispersion) will be analyzed and compared. Finally it will be observed that, the proposed PCF structure is much simpler than the conventional one in the fabrication process. But they are not suitable for femtosecond solitons propagation .Also, it will be shown that, the situation of the conventional Photonic Crystal Fiber is much better than the proposed structure in the femtosecond optical solitons propagation. 

منابع و مأخذ:

[1] R.V.J. Raja, K. Porsezian, S.K. Varshney, S. Sivabalan, ''Modeling photonic crystal fiber for efficient soliton pulse propagation at 850nm'', Optic communications, Vol. 283, No. 24, pp. 4847-5286, 2010.

[2] F. Poli, S. Salleri, ''Photonic crystal fibers applications and properties'', Springer publications, 2008.

[3] K. Saitoh, M. Kushiba, ''Numerical modeling of photonic crystal fibers'', Journal of Lightwave Technology, Vol. 23, No .11, pp. 3580-3586, Nov. 2005.

[4] K, Saitoh, M. Kushiba, ''Emprical relations for simple design of photonic crystal fibers'', Journal of Optic express, No. 1, Vol. 13, pp. 267-274, 2005.

[5] C. Hao, Z. Min, S. Fang, ''Desing of photonic crystal fibers with anomalous dispersion'' , Springer-Journal of Optoelectron Letter, Vol. 2, No. 1, pp .1-4, Jan. 2006.

[6] W. Chen, J. Li, P.Lu, ''Progress of photonic crystal fibers and their applications'', Springer-frontiers of optoelectronics in china, Vol. 2 ,No. 1, pp. 50-57, March 2009.

[7] J.W. Feleming, D. Wood, ''Refractive index dispersion and related properties in fluorine doped silica'', Optic info base journal, Vol. 22, No. 16, 1983.

[8] A. Ghanbari, A. Sadr, ''Modeling photonic crystal fibers for efficient solitonic effect compression of femto second optical pulses at 850nm'', Journal of AJSE-springer, Accepted for publishing, 2014.

[9] A. Ghanbari, A. Sadr, ''Maximization of bandwidth and Intensity of femtosecond Optical pulses by use of frequency chirping in photonic crystal fibers'', Journal JOEE,University of Tabriz (ISC) ,Accepted for publishing, 2014.

[10] H. Demir, S. Ozsoy, ''Comprative study of large solid core photonic crystal fibers: dispersion and effective mode area'', pp. 1-5, 2011.

[11] A. Ghanbari, A. Sadr, ''Supercontinuum generation at 1310nm in a highly nonlinear photonic crystal fiber with a minimum anomalous group velocity dispersion'', Journal of MJEE, Vol. 7, No. 4, pp. 1-6, 2013.

[12] Z.K. Varallayay, ''Nonlinear wave propagation and ultrashort pulse compression in step index and microstructured fibers'', PHD Thesis, Budapest University of Technoligy and Economics Atomic Physics Department, 2007.

[13] M. Mohebbi, ''Silicon photonic nanowire soliton-effect compressor at 1.5um'', IEEE photonics technology letters, Vol. 20, No. 11, pp. 921-924, 2008.

[14] Z. Zhuman, Z. Brown, ''Effect of frequency chiping on supercontinuum generation in photonic crystal fibers'', Optic express, Vol. 12, No. 4, pp. 13203-13206, 2004.

[15] Y. Chen, H. subbaraman, T. Chen, ''One stage pulse compression at 1554nm through highly anomalous dispersive photonic crystal fibers'', Opticexpress, Vol. 10, No. 22, pp. 21809-21817, 2011.

[16] Z. Xia, X.Y. Zhao, H.Y. Qing, R.X. Min, ''1.55um supercontinuum based on dispersion flattened photonic crystal fiber'', Opto-electronic .Lett, Vol. 3, No. 5, pp. 0346-0348, 2007.

[17] A.V. Husakou, J. Herrmann, ''Supercontinuum generation in photonic cyestal fibers from highly non-linear glasses'', Appl.Phys.B 77, pp. 227-234, 2003.

[18] G.P. Agrwal, ''Nonlinear fiber optics'', 4^th Edition, Academic press, 2007.

[19] M.S. Ferreira, Nonlinear effects in optical fibers'', Wiley, 2011.

[20] C.C. Feng, C. Sien, ''Femtesecond second order solitons in optical fiber transmition'', Elsevier- internation journal for light and electron optics, Vol. 116, No. 7, pp. 331-336, Aug. 2005.

[21] M. Ebnali-Heidari, F. Dehghan, H. Saghaei, F. Koohi-Kamali, M.K. Moravvej-Farshi, "Dispersion engineering of photonic crystal fibers by means of fluidic infiltration", Journal of Modern Optics, Vol. 59, No.16, pp. 1384-1390, Sep. 2012.