Wykorzystanie oprogramowania Lumerical MODE

Podobne dokumenty
PL B1. POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, Wrocław, PL BUP 18/15. HANNA STAWSKA, Wrocław, PL ELŻBIETA BEREŚ-PAWLIK, Wrocław, PL

Wzmacniacze optyczne ZARYS PODSTAW

Mikroanaliza spawów jednomodowych światłowodów telekomunikacyjnych różnych typów

SPAWANIE RÓŻNYCH TYPÓW TELEKOMUNIKACYJNYCH ŚWIATŁOWODÓW JEDNOMODOWYCH STOSOWANYCH W SIECIACH TELEKOMUNIKACYJNYCH

MODEL CZUJNIKA ŚWIATŁOWODOWEGO NA BAZIE WIELOMODOWYCH STRUKTUR INTERFERENCYJNYCH MODEL OF WAVEGUIDE SENSOR BASED ON MULTIMODE INTERFERENCE STRUCTURES

IV. Transmisja. /~bezet

Włókna z cieczowym rdzeniem oraz włókna plastykowe. Liquid-Core and Polymer Optical Fibers

NA = sin Θ = (n rdzenia2 - n płaszcza2 ) 1/2. L[dB] = 10 log 10 (NA 1 /NA 2 )

Kable abonenckie odporne na zginanie

Problemy spawania telekomunikacyjnych jednomodowych włókien światłowodowych stosowanych w Polsce i pochodzących od różnych producentów

Fosforanowe włókno fotoniczne o powiększonym rdzeniu domieszkowanym jonami Yb 3+ do zastosowań laserowych

Typowe parametry włókna MMF-SI

Światłowodowy iterbowy wzmacniacz impulsów promieniowania o nanosekundowym czasie trwania

Optotelekomunikacja. dr inż. Piotr Stępczak 1

Laboratory of Optical Fibres Technology, Faculty of Chemistry Maria Curie Sklodowska University (UMCS)

III. Opis falowy. /~bezet

Seminarium Transmisji Danych

Sprzęg światłowodu ze źródłem światła

Wzmacniacze optyczne

Wykład 12: prowadzenie światła

Włókno G.657A2! mniejszy promieo gięcia od kabli z włóknami G.657A1

Politechnika Wrocławska Wydział Podstawowych Problemów Techniki

Wykład 2: Wprowadzenie do techniki światłowodowej

Pomiar tłumienności światłowodów włóknistych

Laboratorium techniki światłowodowej. Ćwiczenie 2. Badanie apertury numerycznej światłowodów

Współczynnik załamania Całkowite wewnętrzne odbicie Co to jest światłowód i jak działa? Materiały na światłowody Zjawiska zachodzące w światłowodach

Technologia światłowodów włóknistych Kable światłowodowe

Laboratorium Fotoniki

Ciekłokrystaliczne światłowody fotoniczne

Światłowody przystosowane do WDM i ich rozwój

Obecnie są powszechnie stosowane w

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2013/2014. Zadania z teleinformatyki na zawody III stopnia

Dobór przewodu odgromowego skojarzonego ze światłowodem

Podstawy Fizyki IV Optyka z elementami fizyki współczesnej. wykład 6, Radosław Chrapkiewicz, Filip Ozimek

2. Światłowody. 2. TELEKOMUNIKACJA OPTOFALOWA: Światłowody Strona 1

Właściwości transmisyjne

OPTOTELEKOMUNIKACJA. dr inż. Piotr Stępczak 1

Supplementary Information

Sieci optoelektroniczne

Standardowe i specjalne światłowody jednomodowe. Communications as well as Specialty Single-Mode Fibers

Wybrane zagadnienia i konstrukcje

Dominik Kaniszewski Sebastian Gajos. Wyznaczenie parametrów geometrycznych światłowodu. Określenie wpływu deformacji światłowodu na transmisję.

Charakteryzacja telekomunikacyjnego łącza światłowodowego

Pomiary parametrów telekomunikacyjnych światłowodów jednomodowych. Na poprzednim wykładzie przedstawiono podstawowe parametry światłowodów

WYTWORZENIE I CHARAKTERYZACJA CAŁOSZKLANEGO WŁÓKNA Z PRZERWĄ FOTONICZNĄ

Projekt NCN DEC-2013/09/D/ST8/ Kierownik: dr inż. Marcin Kochanowicz

Wpływ warunków klimatycznych na proces spawania i parametry spawów światłowodów telekomunikacyjnych

UNIWERSYTET MARII CURIE-SKŁODOWSKIEJ W LUBLINIE

Światłowodowy pierścieniowy laser erbowy

UNIWERSYTET MARII CURIE-SKŁODOWSKIEJ W LUBLINIE

ZASTOSOWANIE ZJAWISKA CAŁKOWITEGO WEWNĘTRZNEGO ODBICIA W ŚWIATŁOWODACH

Wielomodowe, grubordzeniowe

Yuriy Stepanenko, Paweł Wnuk, and Czesław Radzewicz

GJFJBZY-2A1a G50- W-NOTKSd duplex

TŁUMIENIE ŚWIATŁA W OŚRODKACH OPTYCZNYCH

Technika falo- i światłowodowa

światłowód światłowód gradientowy n 2 <n 1 n 1

Struktury Δn. optyka zintegrowana w fotonice. Maciej Urbaniak Hrabanus Maurus De universo, r źródło: Wikimedia Commons (Wikimedia)

Połączenia spawane światłowodów przystosowanych do multipleksacji falowej WDM

Systemy operacyjne i sieci komputerowe Szymon Wilk Media transmisji 1

Światłowodowy wzmacniacz erbowy z płaską charakterystyką wzmocnienia

Światłowody telekomunikacyjne

3. Umiejętność obsługi prostych przyrządów optycznych (UMIEJĘTNOŚĆ)

Zapytanie ofertowe warunkowe nr 1/2016/06/29

DEPOLARYZATOR ŚWIATŁA DLA ŚWIATŁOWODOWEGO CZUJNIKA PRĄDU Z PRZETWARZANIEM ZEWNĘTRZNYM

Sieci optoelektroniczne

Optyczny dualizm przestrzenno-czasowy: zastosowania w optyce kwantowej

Sławomir Andrzej TORBUS 1

Włókna utrzymujące polaryzację oraz domieszkowane metalami sziem rzadkich. Polarization Maintaining Fibers And Rate Earth-Doped Fibres

Kolory włókien w każdej tubie zaczynają się od No. 1 Red.

PL B1. Sposób termicznego łączenia w łuku elektrycznym włóknistych światłowodów fotonicznych

Projektowanie okablowania sieci światłowodowej

Kabel światłowodowy zewnętrzny typu Z-XOTKtsd, LTC A-DQ (ZN)2Y

Sieci optoelektroniczne

A- 01 WPROWADZENIE DO TECHNIKI ŚWIATŁOWODOWEJ

Systemy laserowe. dr inż. Adrian Zakrzewski dr inż. Tomasz Baraniecki

W p r o w a d z e n i e dr hab. inż. Sergiusz Patela

Dyspersja światłowodów Kompensacja i pomiary

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL BUP 01/18. SŁAWOMIR CIĘSZCZYK, Chodel, PL PIOTR KISAŁA, Lublin, PL

Wojciech Gawlik, Materiały fotoniczne II, wykł /2011 2

1G i 10G Ethernet warstwa fizyczna. Sergiusz Patela 2005 Okablowanie sieci Ethernet 1G i 10G 1

Wprowadzenie do optyki nieliniowej

Ćwiczenie 3. Badanie wpływu makrozagięć światłowodów na ich tłumienie.

Wykład 5: Pomiary instalacji sieciowych

PROMIENIOWANIE WIDZIALNE ŁUKU SPAWALNICZEGO METODY TIG

Lista publikacji z dnia 31 października 2013

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

Wybrane techniki pomiarowe światłowodów

OCENA JAKOŚCI WYKONANIA ŚWIATŁOWODU PCF BADANIA GENERACYJNE

Nowoczesne światłowody do szybkiej transmisji danych

Czujniki światłowodowe

Wysokowydajne falowodowe źródło skorelowanych par fotonów

Centrum Materiałów Zaawansowanych i Nanotechnologii

Solitony i zjawiska nieliniowe we włóknach optycznych

Wzmacniacz światłowodowy z diodowym generatorem zadającym impulsy promieniowania o nanosekundowym czasie trwania

Wprowadzenie do cytometrii przepływowej: co i jak mierzy cytometr

Podanym określeniom przyporządkuj wskaźnik bibliometryczny. Wskaźnik oceny czasopism. Wskaźnik oceny czasopism. Wskaźnik oceny czasopism

Światłowody, zasada działania, budowa i zastosowanie

WSCHÓD I ZACHÓD SŁOŃCA SUNRISE / SUNSET

/~bezet

Transkrypt:

Wykorzystanie oprogramowania Lumerical MODE Elżbieta Bereś-Pawlik Katedra Radiokomunikacji i Teleinformatyki Instytut Telekomunikacji, Teleinformatyki i Akustyki Politechniki Wrocławskiej ul. Wybrzeże Wyspiańskiego 27 50-370 Wrocław

W roku 2012 wykorzystywano zasoby WCSS do realizacji następujących projektów a) Konstruowanie światłowodów z podwójnym płaszczem do przesyłania ultraszybkich sygnałów. b) Obliczenia parametrów optycznych światłowodów z podwójnym płaszczem. c) Obliczania parametrów światłowodów mikrostrukturalnych do zastosowań w układach laserujących.

Wyniki opublikowano w pracach (z podziękowaniami dla WCSS) : 1. H. Stawska and E. Bereś-Pawlik Construction of Double Cladding Small Dispersion Photonic Crystal Fiber to Guide Ultrashort Pulse at 800 nm, Acta Physica Polonica A,Vol.122-Number5, November 2012 2. H. Stawska and E. Bereś-Pawlik, Właściwości modowe światłowodu mikrostrukturalnego z podwójnym płaszczem do zastosowań w nieliniowych układach, ELEKTRONIKA - KONSTRUKCJE, TECHNOLOGIE, ZASTOSOWANIA 2012/11

Aktualny skład zespołu: Elżbieta Bereś-Pawlik, Hanna Stawska, Łukasz Sójka, Łukasz Pajewski, Miron Wawrzysiuk Plany badawcze na rok 2013 1. Konstruowanie światłowodów do zastosowań w nieliniowych układach obrazujących. 2. Projektowanie światłowodów specjalnych do zastosowań w laserach światłowodowych.

światłowód mikrostrukturalny Advances in Lasers and Electro Optics, Book edited by: Nelson Costa and Adolfo Cartaxo, 2010 5

nieliniowe układy diagnozujące Non linear imaging of biological structures by employing femtosecond lasers, George Filippidis 6

nieliniowe układy diagnozujące Problemy: wydajne i efektywne dostarczenie ultraszybkiego sygnału pobudzenia do badanej tkanki, wydajne zebranie (odebranie) sygnału odpowiedzi, zaprojektowanie układu, który będzie kompaktowy, mobilny i praktyczny. 7

konstrukcja czujnika W układzie z dwoma światłowodami Multimode fiber Single mode fiber Multimode fiber Microelectromechanical systems Sample Single mode fiber Advances in Lasers and Electro Optics, Book edited by: Nelson Costa and Adolfo Cartaxo, 2010 8

konstrukcja czujnika W układzie z światłowodem dwupłaszczowym (DCF) Single mode core Multimode inner clad Sample Advances in Lasers and Electro Optics, Book edited by: Nelson Costa and Adolfo Cartaxo, 2010 9

dyspersja światłowodów wykorzystywanych w diagnostyce D (ps/nm km) DCF (810nm) -123 PBF (810nm) 101.2 SMF (810nm) -98 Advances in Lasers and Electro Optics, Book edited by: Nelson Costa and Adolfo Cartaxo, 2010 10

układy kompensujące dyspersję Jing Young Ye at all, Development of a double-clad photonic-crystal-fiber based scanning microscope, 2005,SPIE Vol. 5700 Yicong Wu, Yuxin Leng, Xiaoli Li, Daniel J. MacDonald, Michael J. Cobb, and Xingde Li Scanning Fiber-optic Endomicroscope System for Nonlinear Optical Imaging of Tissue 2008 OSA/ BIOMED 2008 OSA / ASSP 2008 11

konstrukcja światłowodu pręty domieszkowane Ge dziury powietrzne szkło kwarcowe Λ 1 - odległość radialna między prętami/dziurami wewnętrznego płaszcza d 1 - średnica prętów wewnętrznego N 1max - maksymalna liczba pierścieni wewnętrznego płaszcza Λ 2 - odległość radialna między prętami/dziurami zewnętrznego płaszcza d 2 - średnica prętów zewnętrznego N 2max - maksymalna liczba pierścieni zewnętrznego płaszcza N 1min - minimalna liczba pierścieni wewnętrznego płaszcza N 2min - minimalna liczba pierścieni zewnętrznego płaszcza 12

dyspersja Rozkład pola, efektywny współczynnik załamania n eff oraz straty symulowane są za pomoc a programu Lumerical Dyspersja może być wyliczona z zależności d n eff D ( ) ( ) 2 c d Całkowita dyspersja może być wyliczona jako suma 2 D ( ) D g ( ) D ( ) m Nonlinear fiber optics, Govind P. Agrawal, Academic Press, 2007 13

dyspersja Dyspersja materiałowa może być wyliczona ze wzoru Sellmeira Współczynniki Sellmiera n 2 ( ) 1 3 i 1 ( 2 B1 B2 B3 λ1 λ2 λ3 B i 2 i 2 ) Szkło kwarcowe 0.6961663 0.4079426 0.897479 0.0684043 0.1162414 9.896161 Szkło kwarcowe domieszkowane Ge 3.5 m/o GeO 2, 96.5 m/o SiO 2 0.7042038 0.4160032 0.9074049 0.0514415 0.1291600 9.896156 Nonlinear fiber optics, Govind P. Agrawal, Academic Press, 2007 Design of Low Dispersion Flattened Optical Fiber, Dr. Alaa Hussein Ali, Eng.& Tech. Journal,Vol.28, No16. 2010 15

światłowód z prętami domieszkowanymi Ge Mod podstawowy @800nm Mod wyższego rzędu @500nm 15

światłowód z prętami domieszkowanymi Ge Λ 1 d 1 N 1min N 1max 4μm 3μm 2μm 12μm Λ 2 d 2 N 2min N 2max 5μm 4μm 18μm 18μm rdzeń wewnętrzny płaszcz zewnętrzny płaszcz Aeff 13μm 90μm 180μm 98μm 16

światłowód z rdzeniem powietrznym Mod podstawowy @800nm Mod wyższego rzędu @500nm 17

światłowód z rdzeniem powietrznym Λ 1 d 1 N 1min N 1max 4μm 3μm 2μm 12μm Λ 2 d 2 N 2min N 2max 5μm 4μm 18μm 18μm rdzeń wewnętrzny płaszcz zewnętrzny płaszcz Aeff 11μm 90μm 180μm 38μm 18

obliczenia współczynnika poszerzenia Szerokość impulsu T= 100fs Hollow core DCPCF Ge-doped DCPCF Dispersion(D) @800nm [ps/nm*km] refractive index (n2) [m2/w] 23 3.0x10-23 m2/w -2 3.2x10-20 m2/w L[m] LD[m] LN[m] factor 2 1.54 8.0639e+006 1.69 2 14.7262 2.0796e+004 1.01 19

Wnioski Pierwsze badania wykazały, że możliwe jest skonstruowanie światłowodu o małej dyspersji w zakresie 800nm Wykorzystanie światłowodu znacząco wpłynie na uproszczenie konstrukcji układu diagnostycznego. 20

Neodymium doped microstructure highly birefringence fiber laser L. Sojka1,2*, L. Pajewski1, P. Mergo2, K. Jedrzejwski4, K. Sierpiński1, D. Furniss3, A. Seddon3, T. M. Benson3, S. Sujecki3, E. Beres-Pawlik1 1Institute of Telecommunication, Teleinformatics & Acoustics, Wroclaw University of Technology, Wybrzeze Wyspianskiego 27, 50-370 Wroclaw, Poland 2Laboratory of Optical Fibre Technology, Marie Curie-Skłodowska University, Pl. M. Curie- Sklodowskiej 3, 20-031 Lublin, Poland 3George Green Institute for Electromagnetics Research, University of Nottingham, University Park, Nottingham NG7 2RD, UK 4Institute of Electronic Systems, Faculty of Electronics and Information Technologies Warsaw University of Technology ul. Nowowiejska 15/19, 00-665 Warszawa, Poland *e-mail:lukasz.sojka@pwr.wroc.pl

Fig.1. Cross-section of the HB-Nd-MOF Fig.2 Cross-section of the HB-Nd-MOF analyzed by

effective index 3. Experimental results of Nd-HB-MOF 1.450 1.445 TE 100 TE 0 1.440 1.435 1.430 Fig. 3. Calculated phase birefringence of Nd- HB-MOF in function of wavelength 1.425 800 1000 1200 1400 wavelength/nm Fig. 4. Effective index of x-polarized and y-polarized fundamental mode of the Nd-HB-MOF in function of wavelength.

Fig. 6. Calculated field intensity profile for x polarized fundamental mode at the wavelength of 1064 nm. Fig. 8. Measured mode field intensity at the signal wavelength (1060 nm) Fig. 7. Measured mode filed intensity at the pump wavelength (808 nm).

output power/dbm Fig. 9 Schematic diagram of the experimental setup. Coupling lenses HB-Nd-MOF Output Fiber coupled diode laser 808 nm f=10.99 mm NA=0.25 40/0.6 Obj Fig. 11 Laser output spectrum 0-20 -40-60 -80 34.84 mw 31.78 mw 27.67 mw 23.65 mw 19.82 mw 16 mw 12.5 mw 10.23 mw 6.77 mw 3.62 mw 0.85 mw 1050 1100 1150 wavelengt/nm

Dziękuję za uwagę