Широкоапертурный ввод излучения в одномодовое оптическое

реклама
Широкоапертурный ввод излучения в одномодовое
оптическое волокно при помощи асферических
резонаторов на моде шепчущей галереи
Городецкий М.Л.
Родин А.В.
Бендеров О.В.
Апатиты, 2013
Невозможность решения задачи в рамках
геометрической оптики
• SPICAV: d=30 мм, поле зрения 1 ̊
• IRTF: d=3 м, поле зрения 118’’
Так как числовая апертура и площадь кора одномодового волокна малы
(Ω*S ~ 10-7 см2*стер) , то в рамках геометрической оптики невозможно
избежать больших потерь при вводе излучения
Микрорезонаторы на моде шепчущей галереи
• Резонаторы – микросферы, диски, торы
• Моды ШГ – такие колебания электромагнитной волны внутри резонатора,
которые локализованы у его внутренней поверхности
• Возбужденные моды ШГ в сфере выходят из резонатора в плоскости
экватора
• Для резонаторов с интегрируемой формой излучение изотропно
Сечения Пуанкаре для резонаторов с
неинтегрируемой формой
Soo-Young Lee,2010
Характер излучения несферических резонаторов
Рис.1 Моделирование излучения резонатора с разной
степенью несферичности
• Излучение резонаторов с
неинтегрируемой формой сильно
неизотропно
• В случае овала Бернулли (см. рис.1
и 2) излучение выходит под углом
до 30 ̊
Рис.2 Излучение дальнего поля резонаторов с
разной степенью несферичности
S. Lacey et al., Phys. Rev. Lett. vol. 93, #3 (2003)
Методы возбуждения мод шепчущей галереи в
резонаторе
С помощью: а) призмы
в) срезанной
градиентной призмы
б) растянутого волокна
г) сточенного волокна
Процесс изготовления
Выплавление из кварца при помощи кислородно-водородной горелки или
CO2-лазера
Схема эксперимента 1: связь резонатора с волокном
Вид сверху
Срез волокна
Источник
Волокно
Резонатор
Экран
Объектив
Схема эксперимента 2: ввод излучения лампочки
Вид сверху
Срез волокна
Волокно
Анализатор
спектров
Резонатор
Источник
Объектив
Сравнение ввода в торец и ввода в волокно
Источник
светит в
торец
волокна
Источник
светит на
резонатор
Иллюстрации эксперимента
Рис.1
Рис.3
Рисунки:
1- сточенное волокно, вид сбоку
2-готовый к эксперименту образец ,
3-эксперимент по осуществлению
связи волокна и резонатора
Рис.2
Выводы
• Был продемонстрирован метод ввода излучения в одномодовое волокно
• Преимущества метода перед классическим на данный момент не
подтверждено
Спасибо за внимание!
Скачать