Оптические свойства изогнутых волоконных световодов

• Автор: Моршнев, Сергей Константинович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Фрязино
• Количество страниц: 309 с. : ил.

Введение
ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. Крутой изгиб многомодового волоконного световода

1.0.Моды прямолинейного световода

1.1.Распространение излучения в области изгиба волокна

1.2.Конформное отображение изогнутого световода в прямолинейный

1.3 .Эксперимент

1.4.Пучковый режим выхода излучения на крутом изгибе

волоконного световода

Глава 2. Применения изгиба многомодового волоконного

световода
2.1.Чувствительный элемент датчика уровня жидкости
2.2.Рефрактомет р
2.3.Чувствительный элемент датчика температуры
2.4.Волоконный термооптический коммутатор
2.5.Волоконный термооптический аттенюатор
2.6.Изгиб волокна в среде с интенсивной линией поглощения
Глава 3. Потери от изгиба. Одномодовый волоконный световод.
Теория
3.1.Аналогия констант распространения в световоде и уровней
энергии частицы в потенциальной яме
3.2.Чисто геометрический изгиб. Прямоугольный профиль
показателя преломления
3.3.Учет изменений в показателе преломления волокна на изгибе
3.4.Треугольный профиль показателя преломления
3.5.Двухволновый световод
Глава 4. Потери от изгиба. Одномодовый волоконный световод.
Эксперимент
4.1 .Прямоугольный профиль показателя преломления
4.2.Треугольный профиль показателя преломления
Глава 5. Метод сканирования зон микроструктурного
волокна при его изгибе
5.1.Микроструктурный волоконный световод как совокупность сильно связанных коллективным взаимодействуем
световодов треугольного сечения

5.2.Метод сканирования зон микроструктурного волокна
при его изгибе
5.3 .Эксперимент. Выход излучения в зоны первой и второй
моды большого треугольника
5.4.Модель и экспериментальные результаты. Обсуждение
Глава 6. Изгиб в волокнах со спиральной (винтовой)
структурой осей линейного двулучепреломления
6.0.Некоторые определения
6.1 .Прямолинейные волокна с сильным линейным двойным лучепреломлением
6.2.Прямолинейные волокна со спиральной (винтовой) структурой осей линейного двойного лучепреломления
6.3.Измерение ДЛИНЫ биений Lb внутреннего линейного двойного лучепреломления в spun волокнах
6.4.Изгиб волокон со спиральной (винтовой) структурой осей линейного двойного лучепреломления
6.5.0 циркулярном двойном лучепреломлении
Глава 7. Волокна со слабым двулучепреломлением типа LoBi
7.1.Волокна со спиральной структурой слабого линейного двулучепреломления (LoBi)
7.2.Измерения фазовой задержки в волокнах LoBi. Эксперимент
7.3.Изгиб волокон LoBi. Эксперимент
Глава 8. Волокна spun: спиральная винтовая структура линейного двулучепреломления или
циркулярное двулучепреломление?
8.1 .Требования к чувствительному элементу в волоконном
интерферометрическом датчике тока
8.2.Чувствительный элемент датчика тока.
Относительная чувствительность
8.3.Спиральная структура линейного ДЛП или циркулярное ДЛП?
Решающий эксперимент
Выводы
Публикации по теме диссертации
Список цитируемой литературы

Сокращения, используемые в диссертации (в алфавитном порядке):
БТ - большой треугольник;
ВДИ - волоконный двуполяризационный интерферометр;
ВС - волоконный световод;
ДЛП - двойное лучепреломление, двулучепреломление;
ВТА - волоконный термооптический аттенюатор;
МКО - метод конформного отображения;
ПВО - полное внутреннее отражение;
ПП - показатель преломления;
ПС - поляризационное состояние;
ПУС — прямолинейный участок световода;
ЧЭ - чувствительный элемент;
ШД - шестиугольный дефект;
НіВі — волокно с сильным встроенным линейным двулучепреломлением; LoBi - волокно со слабым двулучепреломлением, полученное при вращении заготовки;
spun - волокно, полученное при вращении заготовки с сильным встроенным линейным двулучепреломлением.

такой способ снимает внутренние напряжения, возникающие в ВС при механических упругих изгибах. При изготовлении изгиба осуществляли контроль потерь светового излучения. Даже при Я = 0,9 мм они не превышали 30 %.
Результаты измерений приведены на рис. 1.7. Видно, что уменьшение радиуса изгиба Я ВС ведет к сокращению интенсивности остаточного излучения /0С1 в сердцевине, и при некотором радиусе Якр все излучение в области изгиба распространяется по оболочке. Далее такое уменьшение радиуса Я ведет к смещению экспериментальных кривых влево по оси абсцисс, т.е. к уменьшению констант распространения р) и р2, ограничивающих интервал возбужденных мод оболочки, и к уширению этого интервала:
Радиус 7?1ф 1 ВС типа 1 почти вдвое превышает Якр2 ВС типа 2.
Из сопоставления рис. 1.4; 1.5 и рис. 1.7 видно, что приведенная теория пригодна для объяснения полученных результатов. Действительно, уменьшение радиуса изгиба ведет к более сильному перекашиванию эффективного профиля ПП иЭф (рисЛ .4; 1.5), к смещению вниз (в сторону меньших ПП) краев пэф(х) сердцевины и, следовательно, к уменьшению величин граничных констант распространения р, и р2, возбужденных в оболочке волноводных мод. В эксперименте это проявляется в смещении кривых [1{{пх)110~ в сторону уменьшения ПП внешней среды пж. При этом также увеличивается зазор Рнр2 между краями Щф(х), относящегося к сердцевине, что в эксперименте подтверждается расширением диапазона ПП жидкости, в котором начинается и заканчивается выход излучения из ВС на изгибе. Глубина И эффективного профиля ПП сердцевины уменьшается, что в эксперименте подтверждается уменьшением интенсивности остаточного излучения.
Тип 2:
Тип 1:
(1.44)
(1.45)