Автоматизированная установка для изготовления оптических волокон с субмикронным диаметром

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Разработана методика полностью автоматизированного производства оптического волокна с субволновым диаметром. Приведено подробное описание реализованной автоматизированной установки, позволяющей получать кварцевые волокна с рекордно малым диаметром перетяжки 400 нм, длиной растянутого участка до 100 мм и уровнем потерь в пропускании 0.4 дБ на длине волны 1550 нм. Воспроизводимость параметров волокон с заданной геометрией составляет ±30%. Предложенная методика полностью автоматизированного производства позволяет существенно упростить и стандартизировать производство волоконно-оптических элементов с субволновым диаметром для создания эффективных элементов связи для оптических микрорезонаторов с гигантской добротностью, а также для изготовления субволновых волокон для задач оптической фильтрации и абсорбционной спектроскопии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

К. Н. Миньков

Российский квантовый центр

Автор, ответственный за переписку.
Email: k.minkov@rqc.ru
Россия, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1

Д. Д. Ружицкая

Российский квантовый центр

Email: k.minkov@rqc.ru
Россия, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1

О. В. Боровкова

Российский квантовый центр; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: k.minkov@rqc.ru

физический факультет

Россия, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1; 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 2

С. В. Власов

Российский квантовый центр

Email: k.minkov@rqc.ru
Россия, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1

М. Л. Галкин

Сколковский институт науки и технологий Россия

Email: k.minkov@rqc.ru
Россия, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр. 1

А. С. Амелькин

Российский квантовый центр

Email: k.minkov@rqc.ru
Россия, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1

В. Е. Лобанов

Российский квантовый центр

Email: k.minkov@rqc.ru
Россия, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1

И. А. Биленко

Российский квантовый центр; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, физический факультет

Email: k.minkov@rqc.ru
Россия, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1; 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 2

Список литературы

  1. Tong L., Zi F., Guo X., Lou J. // Opt. Comm. 2012. V. 285. P. 4641. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2012.07.068
  2. Tong L., Gattass R.R., Ashcom J.B., He S., Lou J., Shen M., Maxwell I., Mazur E. // Nature. 2003. V. 426. P. 816. https://doi.org/10.1038/nature02193
  3. Tong L., Lou J., Gattass R.R., He S., Chen H., Liu L., Mazur E. // Nano Lett. 2005. V. 5. P. 259. https://doi.org/10.1021/nl0481977
  4. Sumetsky M. // Opt. Lett. 2006. V. 13. P. 3240. https://doi.org/10.1364/OL.31.003420
  5. Donlagic D.// J. Light Technol. 2006. V. 24. P. 3532. https://doi.org/10.1109/JLT.2006.878497
  6. Lou J., Tong L., Ye Zh. // Opt. Express. 2005. V. 13. P. 2135. https://doi.org/10.1364/OPEX.13.002135
  7. Warken F., Vetsch E., Meschede D., Sokolowski M., Rauschenbeutel A. // Opt. Express. 2007. V. 15. P. 11952. https://doi.org/10.1364/OE.15.011952
  8. Kobtsev S.M., Kukarin S.V., Fateev N.V. // Quantum Electronics. 2002. V. 32. P. 11. https://doi.org/10.1070/QE2002v032n01ABEH002117
  9. Matsko A.B., Ilchenko V. // IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2006. V.12. P. 3. https://doi.org/10.1109/JSTQE.2005.862952
  10. Городецкий М.Л. Оптические микрорезонаторы с гигантской добротностью. Москва: Физматлит, 2011.
  11. Savchenkov A.A., Matsko A.B., Ilchenko V.S., Maleki L. // Opt. Exp. 2007. V. 15. P. 6768. https://doi.org/10.1364/OE.15.006768
  12. Strekalov D.V., Marquardt C., Matsko A.B., Schwefel H.G.L., Leuchs G. // J. Opt. 2016. V. 18. P. 123002. https://doi.org/10.1088/2040-8978/18/12/123002
  13. Lin G., Coillet A., Chembo Y.K. // Adv. Opt. Photon. 2017. V. 9. P.828. https://doi.org/10.1364/AOP.9.000828
  14. Del’Haye P., Schliesser A., Arcizet O., Wilken T., Holzwarth R., Kippenberg T.J. // Nature. 2007. V. 450. P. 1214. https://doi.org/10.1038/nature06401
  15. Kippenberg T.J., Holzwarth R., Diddams S.A. // Science. 2011. V. 332. P. 555. https://doi.org/10.1126/science.1193968
  16. Herr T., Brasch V., Jost J.D., Wang C.Y., Kondratiev N.M., Gorodetsky M.L., Kippenberg T.J. // Nat. Phot. 2014. V. 8. P. 145. https://doi.org/10.1038/nphoton.2013.343
  17. Pasquazi A., Peccianti M., Razzari L., Moss D.J., Coen S., Erkintalo M., Chembo Y.K., Hansson T., Wabnitz S., Del’Haye P., Xue X., Weiner A.M., Morandotti R. // Physics Reports. 2018. V. 729. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.physrep.2017.08.004
  18. Udem T., Holzwarth R., Hänsch T. // Nature. 2002. V. 416. P. 233. https://doi.org/10.1038/416233a
  19. Fortier T., Baumann E. // Commun. Phys. 2019. V. 2. P. 153. https://doi.org/10.1038/s42005-019-0249-y
  20. Sun Y., Wu J., Tan M., Xu X., Li Y., Morandotti R., Mitchell A., Moss D.J. // Adv. Opt. Photon. 2023. V. 15. P. 86. https://doi.org/10.1364/AOP.470264
  21. Spillane S.M., Kippenberg T.J., Painter O.J., Vahala K.J. // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. P. 043902. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.043902
  22. 22 Righini G.C., Dumeige Y., Féron P., Ferrari M., Nunzi Conti G., Ristic D., Soria S. // Riv. Nuovo Cim. 2011. V. 34. Iss. 7. P. 435. https://doi.org/10.1393/ncr/i2011-10067-2
  23. Ivanov A.D., Min’kov K.N., Samoilenko A.A. // J. Opt. Technol. 2017. V. 84. P. 500. https://doi.org/10.1364/JOT.84.000500
  24. Иванов А.Д., Миньков К.Н., Самойленко А.А. // Оптический журнал. 2017. Т. 84. С. 86.
  25. Dimmick T.E., Kakarantzas G., Birks T.A., Russell P.St.J. // Appl. Opt. 1999. V. 38. P. 6845. https://doi.org/10.1364/ao.38.006845
  26. Shi L., Chen X., Liu H., Chen Y., Ye Z., Liao W., Xia Y. // Opt. Express. 2006. V. 14. P. 5055. https://doi.org/10.1364/OE.14.005055
  27. Hoffman J.E., Ravets S., Grover J.A., Solano P., Kordell P.R., Wong-Campos J.D., Orozco L.A., Rolston S.L. // AIP Adv. 2014. V. 4. P. 067124. https://doi.org/10.1063/1.4879799
  28. Birks T.A., Li Y.W.// J. Light Technol. 1992. V. 10. № 4. P. 432. https://doi.org/10.1109/50.134196

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема установки: 1 – блок питания, 2 – электролизер, 3 – барботер, 4 – водный затвор, 5 – этиловый затвор, 6 – осушители, 7 – регулятор расхода топливной смеси, 8 – оптическая плита, 9 – система управления пламенем, 10 – датчик контроля температуры, 11 – оптическое волокно (ОВ), 12 – система растяжения ОВ; 11, 13 – направляющие для перемещения ОВ, 15 – вилка для запекания растянутого волокна, 16 – ультрафиолетовые диоды для заклеивания ОВ, 17 – система подведения вилки 14; 18 – система видеонаблюдения, 19 – непрерывный лазер, 20 – фотодетектор, 21 – осциллограф.

Скачать (154KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Внешний вид экспериментальной установки: 1 – увеличенное изображение системы высокочастотного поджига и тушения пламени сжатым воздухом, контроль процесса горения осуществляется при помощи термопары; 2 – внешний вид системы фиксации волокна в направляющей с регулировкой по 4 степеням свободы; 3 – увеличенное изображение системы полимеризации клея на изготовленном волокне, закрепленном на вилке.

Скачать (984KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Диаграмма зависимости коэффициента пропускания от времени вытягивания: 1 – начало нагрева ОВ, 2 – переход ОВ в многомодовый режим, 3 – окончание процесса растяжения.

Скачать (300KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Внешний вид кейса с вилкой, на которой закреплено изготовленное волокно: 1 – склейка вытянутой части волокна, полученная на электронном микроскопе Thermo Fisher Scientific Quattro S с увеличением 7000X, длина растянутой части 22 мм; 2 – фотография перетяжки растянутой части изготовленного волокна, полученная на электронном микроскопе Thermo Fisher Scientific Quattro S с увеличением 8000X, диаметр перетяжки составил 300 нм.

Скачать (442KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Резонатор из BaMgF4 с прецизионно подведенным при помощи вилки изготовленным волокном: 1 – микрорезонатор, 2 – держатель микрорезонатора, 4 – вилка с изготовленным волокном 3.

Скачать (489KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024