Переваги використання в оптичному гіроскопі фотонно-кристалічного волокна замість звичайних волокон

Автор(и)

  • Haider Ali Muse Харківський національний університет радіоелектроніки пр. Леніна, 14, Харків, 61000, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.39203

Ключові слова:

оптичний гіроскоп, ефект Саньяка, фотонно-кристалічне волокно

Анотація

У статті запропоновано використовувати в порожнистій серцевині оптичного гіроскопу фотонно-кристалічне волокно 1550nmλ, Ø10 мкм замість звичайних волокон. Фотонні кристали мають спеціальні властивості та можливості, які призводять до величезного потенціалу для додатків зондування. Запропоновані рішення дозволять усунути багато проблем, що існують у звичайному волоконно-оптичному гіроскопі, і отримати більш точні результати при тих же умовах при використанні фотонно-кристалічного волокна.

Біографія автора

Haider Ali Muse, Харківський національний університет радіоелектроніки пр. Леніна, 14, Харків, 61000

Аспірант

Факультет електронної техніки

Кафедра фізичних основ електронної техніки (ФОЕТ)

Посилання

  1. Knight, J. C., Birks, T. A., Russell, P. S. J., Atkin, D. M. (1996). All-silica single-mode optical fiber with photonic crystal cladding. Optics Letters, 21 (19), 1547–1549. doi: 10.1364/ol.21.001547
  2. Chau, Y.-F., Liu, C.-Y., Yeh, H.-H., Tsai, D. P. (2010). A comparative study of high birefringence and low confinement loss photonic crystal fiber employing elliptical air holes in fiber cladding with tetragonal lattice. Progress In Electromagnetics Research B, 22, 39–52. doi: 10.2528/pierb10042405
  3. Ortigosa-Blanch, A., Knight, J. C., Wadsworth, W. J., Arriaga, J., Mangan, B. J., Birks, T. A., Russell, P. S. J. (2000). Highly birefringent photonic crystal fibers. Optics Letters, 25 (18), 1325–1327. doi: 10.1364/ol.25.001325
  4. Chen, D., Shen, L. (2007). Ultrahigh Birefringent Photonic Crystal Fiber With Ultralow Confinement Loss. IEEE Photonics Technology Letters, 19 (4), 185–187. doi: 10.1109/lpt.2006.890040
  5. Agrawal, A., Kejalakshmy, N., Chen, J., Rahman, B. M., Grattan, K. T. (2008). Golden spiral photonic crystal fiber: polarization and dispersion properties. Optics Letters, 33 (22), 2716–2718. doi: 10.1364/ol.33.002716
  6. Yang, S., Zhang, Y., Peng, X., Lu, Y., Xie, S., Li, J., Chen, W., Jiang, Z., Peng, J., Li, H. (2006). Theoretical study and experimental fabrication of high negative dispersion photonic crystal fiber with large area mode field. Optics Express, 14 (7), 3015–3023. doi: 10.1364/oe.14.003015
  7. Ju, J., Jin, W., Demokan, M. S. (2001). Design of single-polarization single mode photonics crystal fibers. J. Lightwave Technol., 24, 825–830.
  8. Kubota, H., Kawanishi, S., Koyanagi, S., Tanaka, M., Yamaguchi, S. (2004). Absolutely Single Polarization Photonic Crystal Fiber. IEEE Photonics Technology Letters, 16 (1), 182–184. doi: 10.1109/lpt.2003.819415
  9. Knight, J. C., Skryabin, D. V. (2007). Nonlinear waveguide optics and photonic crystal fibers. Optics Express, 15 (23), 15365–15376. doi: 10.1364/oe.15.015365
  10. Mortensen, N. A., Nielsen, M. D., Folkenberg, J. R., Petersson, A., Simonsen, H. R. (2003). Improved large-mode-area endlessly single-mode photonic crystal fibers. Optics Letters, 28 (6), 393–395. doi: 10.1364/ol.28.000393
  11. Folkenberg, J. R., Nielsen, M. D., Mortensen, N. A., Jakobsen, C., Simonsen, H. R. (2004). Polarization maintaining large mode area photonic crystal fiber. Optics Express, 12 (5), 956–960. doi: 10.1364/opex.12.000956
  12. Dobb, H., Kalli, K., Webb, D. J. (2004). Temperature-insensitive long period grating sensors in photonic crystal fibre. Electronics Letters, 40 (11), 657–658. doi: 10.1049/el:20040433
  13. Dong, X., Tam, H. Y., Shum, P. (2007). Temperature-insensitive strain sensor with polarization-maintaining photonic crystal fiber based Sagnac interferometer. Applied Physics Letters, 90 (15), 151113. doi: 10.1063/1.2722058
  14. Wadsworth, W. J., Knight, J. C., Reeves, W. H., Russell, P. S. J., Arriaga, J. (2000). Yb3+-doped photonic crystal fibre laser. Electronics Letters, 36 (17), 1452–1453. doi: 10.1049/el:20000942
  15. Chen, D. (2007). Stable multi-wavelength erbium-doped fiber laser based on a photonic crystal fiber Sagnac loop filter. Laser Physics Letters, 4 (6), 437–439. doi: 10.1002/lapl.200710003
  16. Broderick, N. G. R., Monro, T. M., Bennett, P. J., Richardson, D. J. (1999). Nonlinearity in holey optical fibers: measurement and future opportunities. Optics Letters, 24 (20), 1395–1397. doi: 10.1364/ol.24.001395
  17. Dudley, J. M., Taylor, J. R. (2009). Ten years of nonlinear optics in photonic crystal fibre. Nature Photon, 3 (2), 85–90. doi: 10.1038/nphoton.2008.285
  18. Overview of Fiber Optic Sensors. Available at: http://www.bluerr.com/images/ Overview_of_FOS2.pdf (Last accessed: 8.02.2012).
  19. Yablonovitch, E., Gmitter, T., Leung, K. (1991). Photonic band structure: The face-centered-cubic case employing nonspherical atoms. Physical Review Letters, 67 (17), 2295–2298. doi: 10.1103/physrevlett.67.2295
  20. Birks, T. A., Atkin, D. M., Shepherd, T. J., Russell, P. S. J., Roberts, P. J. (1995). Full 2-D photonic bandgaps in silica/air structures. Electronics Letters, 31 (22), 1941–1943. doi: 10.1049/el:19951306
  21. Knight, J. C., Birks, T. A., Russell, P. S. J., Atkin, D. M. (1996). All-silica single-mode optical fiber with photonic crystal cladding. Optics Letters, 21 (19), 1547–1549. doi: 10.1364/ol.21.001547
  22. Ho, H. L., Hoo, Y. L., Jin, W., Ju, J., Wang, D. N., Windeler, R. S., Li, Q. (2007). Optimizing microstructured optical fibers for evanescent wave gas sensing. Sensors and Actuators B: Chemical, 122 (1), 289–294. doi: 10.1016/j.snb.2006.05.036
  23. Bock, W. J., Chen, J., Eftimov, T., Urbanczyk, W. (2006). A Photonic Crystal Fiber Sensor for Pressure Measurements. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 55 (4), 1119–1123. doi: 10.1109/tim.2006.876591
  24. Andronova, I. A., Malykin, G. B. (2002). Physical problems of fiber gyroscopy based on the Sagnac effect. Physics-Uspekhi, 45 (8), 793–817. doi: 10.1070/pu2002v045n08abeh001073
  25. Shinde, Y. S., Kaur Gahir, H. (2008). Dynamic Pressure Sensing Study Using Photonic Crystal Fiber: Application to Tsunami Sensing. IEEE Photonics Technology Letters, 20 (4), 279–281. doi: 10.1109/lpt.2007.913741
  26. Russell, P. (2003). Photonic crystal fibers. Science, 299 (2605), 358–362. doi: 10.1126/science.1079280
  27. Mangan, B. J., Farr, L., Langford, A., Roberts, P. J., Williams, D. P., Couny, F., Lawman, M., Mason, M., Coupland, S., Flea, R., Sabert, H., Birks, T. A., Knight, J. C., Russell, P. (2004). Low loss (1.7 dB/km) hollow core photonic bandgap fiber. in Proc. Opt. Fiber. Commun. Conf.
  28. Kumar, V. V. R., George, A., Reeves, W., Knight, J., Russell, P., Omenetto, F., Taylor, A. (2002). Extruded soft glass photonic crystal fiber for ultrabroad supercontinuum generation. Optics Express, 10 (25), 1520. doi: 10.1364/oe.10.001520
  29. Ebendorff-Heidepriem, H., Warren-Smith, S. C., Monro, T. M. (2009). Suspended nanowires: fabrication, design and characterization of fibers with nanoscale cores. Optics Express, 17 (4), 2646. doi: 10.1364/oe.17.002646
  30. Cregan, R. F., Mangan, B. J., Knight, J. C., Birks, T. A., Russell, P., Roberts, P. J., Allan, D. C. (1999). Singlemode photonic band gap guidance of light in air. Science, 285 (5433), 1537–1539 doi: 10.1126/science.285.5433.1537
  31. Payne, F. P., Lacey, J. P. R. (1994). A theoretical analysis of scattering loss from planar optical waveguides. Optical and Quantum Electronics. 26 (10), 977–986. doi: 10.1007/bf00708339
  32. Miya, T., Terunuma, Y., Hosaka, T., Miyashita, T. Ultimate low-loss single-mode fibre at 1.55 μm. Electronics Letters, 15 (4), 106–108 (1979) doi: 10.1049/el:19790077
  33. Nagayama, K., Kakui, M., Matsui, M., Saitoh, I., Chigusa, Y. (2002). Ultra-low-loss (0.1484 dB/km) pure silica core fibre and extension of transmission distance. Electronics Letters, 38 (20), 1168–1169. doi: 10.1049/el:20020824
  34. Ohashi, M., Shiraki, K., Tajima, K. (1992). Optical loss property of silica-based single-mode fibers. Journal of Lightwave Technology. 10 (5), 539–543. doi: 10.1109/50.136085
  35. Sanders, G. A., Strandjord, L. K., Qiu, T. (2006). Hollow Core Fiber Optic Ring Resonator for Rotation Sensing. Optical Fiber Sensors, OSA Technical Digest (Optical Society of America). doi: 10.1364/ofs.2006.me6
  36. Jiang, X., Euser, T. G., Abdolvand, A., Babic, F., Tani, F., Joly, N. Y., Travers, J. C., Russell, P. S. J. (2011). Single-mode hollow-core photonic crystal fiber made from soft glass. Optics Express, 19 (16), 15438–15444. doi: 10.1364/oe.19.015438
  37. Jha, R., Villatoro, J., Badenes, G. (2008). Ultrastable in reflection photonic crystal fiber modal interferometer for accurate refractive index sensing. Applied Physics Letters, 93 (19), 191106:1–191106:3. doi: 10.1063/1.3025576
  38. Jha, R., Villatoro, J., Badenes, G., Pruneri, V. (2009). Refractometry based on a photonic crystal fiber interferometer. Optics Letters, 34 (5), 617–619. doi: 10.1364/ol.34.000617
  39. Cárdenas-Sevilla, G. A., Finazzi, V., Villatoro, J., Pruneri, V. (2011). Photonic crystal fiber sensor array based on modes overlapping. Optics Express, 19 (8), 7596–7602. doi: 10.1364/oe.19.007596
  40. Zhang, Y., Li, Y., Wei, T., Lan, X., Huang, Y., Chen, G., Xiao, H. (2010). Fringe visibility enhanced extrinsic Fabry-Perot interferometer using a graded index fiber collimator. IEEE Photonics Journal, 2 (3), 469–481. doi: 10.1109/jphot.2010.2049833
  41. Tuchin, V. V., Skibina, Ju. S., Beloglazov V. I. et. al. (2008). Sensornye svojstva fotonno-kristallicheskogo volnovoda s poloj serdcevinoj. Pis'ma v ZhTF, 34 (15), 63–69.
  42. Russell, P. J. (2006). Photonic-Cristal Fibers. Journal of Lightwave technology, 24 (12), 4729–4749.
  43. Fedotov, A. B., Kononov, S. O., Koletovatova, O. A. et. al. (2003). Volnovodnye svojstva i spektr sobstvennyh mod polyh fotonno-kristallicheskih volokon. Kvantovaja jelektronika, 33 (3), 271–274.
  44. Chen, W. (2010). Ring-core photonic crystal fiber interferometer for strain measurement. Optical Engineering, 49 (9), 094402. doi: 10.1117/1.3488045
  45. Mogilevtsev, D., Birks, T. A., Russell, P. S. J. (1999). Localized function method for modeling defect modes in 2-D photonic crystals. Journal of Lightwave Technology, 17 (11), 2078–2081. doi: 10.1109/50.802997

##submission.downloads##

Опубліковано

2015-04-16

Як цитувати

Ali Muse, H. (2015). Переваги використання в оптичному гіроскопі фотонно-кристалічного волокна замість звичайних волокон. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(5(74), 4–11. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2015.39203

Номер

Том 2 № 5(74) (2015): Прикладна фізика. Матеріалознавство

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2015 Haider Ali Muse

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.