요, 모두 무슨 일이야! 나는 광섬유 테이퍼의 공급 업체이며 오늘 나는이 나쁜 소년들이 광학 솔리톤과 어떻게 상호 작용하는지 깊이 파고 싶다. 광학의 세계를 거친 타기가 될 것입니다.
먼저, 광섬유 테이퍼가 무엇인지 조금 이야기합시다. 그것들은 기본적으로 특정 섹션에서 더 작은 직경으로 늘어나고 테이퍼 된 섬유입니다. 이 테이퍼링 프로세스는 모드 필드 직경, 수치 조리개 및 분산 특성과 같은 광섬유 속성의 전체 무리를 변경할 수 있습니다. 그리고 이러한 변화는 광학 솔리톤과 상호 작용하는 방법에있어 매우 중요합니다.
이제 광학 솔리톤은 꽤 시원합니다. 그들은 자체 - 매체를 통과 할 때 모양을 유지하는 파도 패킷을 전파하고 있습니다. 광 섬유의 맥락에서, 섬유 재료의 비선형 성이 분산의 균형을 유지할 때 솔리톤이 형성된다. 이 균형을 통해 Soliton은 퍼지지 않고 장거리 여행을 할 수 있습니다. 이는 긴 운반 광학 통신 시스템과 같은 것들에 큰 도움이됩니다.
그렇다면 광섬유 테이퍼는이 그림에 어떻게 적합합니까? 주요 방법 중 하나는 분산의 변화를 통한 것입니다. 광섬유를 테이퍼하면 분산 특성이 크게 변할 수 있습니다. 섬유의 분산은 다른 빛의 다른 파장이 다른 속도로 어떻게 이동하는지를 결정합니다. 일반 섬유에서, 분산은 솔리톤이 시간이 지남에 따라 퍼질 수 있습니다. 그러나 테이퍼 된 섬유에서, 분산은 솔리톤의 형성 및 안정성을 향상시키기 위해 설계 될 수있다.
예를 들어, 경우에 따라 테이퍼링은 특정 파장 범위에서 그룹 속도 분산 (GVD)을 줄일 수 있습니다. GVD가 낮을 때, 비선형 효과가 나머지 분산의 균형을 맞추는 것이 더 쉬워서 더 안정적인 솔리톤의 형성으로 이어집니다. 이는 장거리에서 고속 데이터를 전송 해야하는 응용 분야에서 특히 유용합니다.
또 다른 중요한 측면은 테이퍼 된 섬유의 Soliton과 모드 필드 사이의 상호 작용입니다. 섬유가 테이퍼링되면 모드 필드 직경이 변경됩니다. 모드 필드는 대부분의 광 에너지가 섬유 내에서 집중되는 영역입니다. Soliton이 테이퍼 형 섹션에 들어가면 모드 필드의 변경으로 인해 Soliton이 확장 또는 계약을 유발할 수 있습니다.
모드 필드 직경이 감소하면 Soliton을 압축하여 피크 전력을 증가시킬 수 있습니다. 이것은 좋고 나쁜 일이 될 수 있습니다. 한편으로는 피크 전력이 높을수록 비선형 효과가 더 강해져 솔리톤의 안정성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 반면에, 피크 전력이 너무 높아지면 4 개의 파동 혼합 또는 자극 된 라만 산란과 같은 다른 원치 않는 비선형 효과를 유발할 수 있습니다.
이제 이러한 상호 작용의 실제 적용 중 일부에 대해 이야기 해 봅시다. 광학 통신 시스템에서 광섬유 테이퍼는 Soliton 기반 전송의 성능을 향상시키는 데 사용될 수 있습니다. 테이퍼를주의 깊게 설계함으로써 분산 및 모드 필드 특성을 최적화하여 Soliton의 안정성을 향상시키고 비트 오류율을 줄일 수 있습니다.
통신 외에도 광섬유 테이퍼 및 솔리톤에는 광학 감지에 응용이 있습니다. 솔리톤은 온도, 변형 또는 굴절률과 같은 섬유 환경의 변화에 매우 민감 할 수 있습니다. 테이퍼 된 섬유는이 감도를 향상시키는 데 사용될 수 있습니다. 예를 들어, Soliton이 변화하는 환경에 노출되는 테이퍼 된 섹션을 통과 할 때, 진폭 또는 단계와 같은 Soliton의 특성이 변경 될 수 있습니다. 이러한 변경 사항을 감지하면 높은 정밀도로 환경 매개 변수를 측정 할 수 있습니다.
이러한 광섬유 테이퍼를 만들 때 필수적인 몇 가지 주요 장비가 있습니다. 그들 중 하나는광섬유 리코터. 테이퍼링 공정 후에는 섬유의 코팅이 종종 손상됩니다. Recoater는 새로운 보호 코팅을 섬유에 적용하는 데 사용되며, 이는 기계적 강도를 유지하고 환경 손상을 방지하는 데 도움이됩니다.
또 다른 중요한 도구는입니다큰 직경의 섬유 클리버. 테이퍼링 프로세스 전후에 섬유를 깨끗하게 절단하는 데 사용됩니다. 섬유에 광학적 특성이 우수하고 솔리톤이 섬유를 통해 매끄럽게 전파 될 수 있도록 깨끗한 절단은 중요합니다.
그리고 물론섬유 퓨전 스플리케르또한 필요합니다. 테이퍼 된 섬유를 시스템의 다른 섬유에 스플라이킹하는 데 사용됩니다. 빛의 손실을 최소화하고 Soliton이 상당한 왜곡없이 섬유의 다른 섹션들 사이에서 전달 될 수 있도록하기 위해서는 좋은 스플 라이스가 필수적입니다.
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참조
- Agrawal, GP (2012). 비선형 섬유 광학. 학업 언론.
- Mollenauer, LF, & Stolen, RH (1982). 광학 섬유에서 피코 초 펄스 좁아지고 솔리톤의 실험적 관찰. Optics Letters, 7 (6), 276-278.