ВЛИЯНИЕ ВОДОРОДНОЙ ОБРАБОТКИ ОПТИЧЕСКОГО ВОЛОКНА НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ЗАПИСИ В НЕМ ЧИРПИРОВАННЫХ РЕШЕТОК БРЭГГА ИЗЛУЧЕНИЕМ KrF ЭКСИМЕРНОГО ЛАЗЕРА

Предмет исследования.Представлены сравнительные результаты исследования эффективности записи чирпированных решеток Брэгга в оптическом волокне отечественного производства, подвергнутом и не подвергнутом низкотемпературной водородной обработке. Метод. Запись чирпированных волоконных решеток показателя преломления производилась с помощью интерферометра Тальбота, в котором для амплитудного разделения лазерного пучка использовалась чирпированная фазовая маска с изменением периода по длине 2,3 нм/см. В качестве источника излучения использовалась эксимерная лазерная система Coherent COMPexPro 150T, работающая на газовой смеси KrF (248 нм). Для увеличения фоторефрактивности оптическое волокно помещалось в камеру с водородом под давлением 10 МПа и выдерживалось в течение 14 суток при температуре 40 ºC. Основные результаты. Использование чирпированной фазовой маски в схеме интерферометра Тальбота позволило получить ширину спектра отражения решетки Брэгга на полувысоте около 3,5 нм при длине индуцируемой дифракционной структуры 5 мм. Благодаря предварительной водородной обработке оптического волокна удалось записать уширенные по спектру волоконные решетки Брэгга с коэффициентом отражения, близким к 100%. Практическая значимость. Полученные чирпированные волоконные брэгговские решетки могут использоваться как компенсаторы дисперсии в волоконно-оптической связи, а также как отражательные элементы распределенных волоконно-оптических фазовых интерферометрических датчиков.

1. Hill K.O., Fujii Y., Johnson D.C., Kawasaki B.S. Photosensitivity in optical fiber waveguides: application to reflection filter fabrication // Applied Physics Letters. 1978. V. 32. N 10. P. 647–649. doi: 10.1063/1.89881
2. Meltz G., Morey W.W., Glenn W.H. Formation of Bragg gratings in optical fibers by a transverse holographic method // Optics Letters. 1989. V. 14. N 15. P. 823–825. doi: 10.1364/OL.14.000823
3. Canning J. Fibre gratings and devices for sensors and lasers // Laser and Photonics Review. 2008. V. 2. N 4. P. 275–289. doi: 10.1002/lpor.200810010
4. Pinto J.L. Fiber Bragg grating sensors novel applications // Proc. of Latin America Optics and Photonics Conference. San Sebastiano, Brazil, 2012. Art. LS2C.1. doi: 10.1364/LAOP.2012.LS2C.1
5. Roriz P., Carvalho L., Frazao O., Santos J.L., Simoes J.A. From conventional sensors to fibre optic sensors for strain and force measurements in biomechanics applications: a review // Journal of Biomechanics. 2014. V. 47. N 6. P. 1251–1261. doi: 10.1016/j.jbiomech.2014.01.054
6. Othonos A. Fiber Bragg gratings // Review of Scientific Instruments. 1997. V. 68. N 12. P. 4309–4341.
7. Васильев С.А., Медведков О.И., Королев И.Г., Божков А.С., Курков А.С., Дианов Е.М. Волоконные решетки показателя преломления и их применения // Квантовая электроника. 2005. Т. 35. № 12. С. 1085–1103.
8. Мешковкий И.К., Варжель С.В., Беликин М.Н., Куликов А.В., Брунов В.С. Термический отжиг решеток Брэгга при изготовлении волоконно-оптических фазовых интерферометрических датчиков // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2013. Т. 56. № 5.
С. 91–93.
9. Takahashi N., Hirose A., Takahashi S. Underwater acoustic sensor with fiber Bragg grating // Optical Review. 1997. V. 4. N 6. P. 691–694.
10. Okawara Ch., Saijyou K. Fiber optic interferometric hydrophone using fiber Bragg grating with wavelength division multiplexing // Acoustical Science and Technology. 2008. V. 29. N 3. P. 232–234. doi: 10.1250/ast.29.232
11. Campopiano St., Cutolo A., Cusano A., Giordano M., Parente G., Lanza G., Laudati A. Underwater acoustic sensors based on fiber Bragg gratings // Sensors. 2009. V. 9. N 6. P. 4446–4454. doi: 10.3390/s90604446
12. Мунько А.С., Варжель С.В., Архипов С.В., Забиякин А.Н. Защитные покрытия волоконной решетки Брэгга для уменьшения влияния механического воздействия на ее спектральные характеристики // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 2. С. 241–246. doi: 10.17586/2226-1494-2015-15-2-241-245
13. Lemaire P.J., Atkins R.M., Mizrahi V., Reed W.A. High pressure H2 loading as a technique for achieving ultrahigh UV photosensitivity and thermal sensitivity in GeO2 doped optical fibres // Electronics Letters. 1993. V. 29. N 13. P. 1191–1193.
14. Kashyap R. Fiber Bragg Gratings. San Diego: Academic Press, 1999. 478 p.
15. Варжель С.В., Мунько А.С., Коннов К.А., Грибаев А.И., Куликов А.В. Запись решёток Брэгга в двулучепреломляющем оптическом волокне с эллиптической напрягающей оболочкой, подвергнутом водородной обработке // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 10. С. 74–78.
16. Idrisov R.F., Varzhel S.V., Kulikov A.V., Meshkovskiy I.K., Rothhardt M., Becker M., Schuster K., Bartelt H. Spectral characteristics of draw-tower step-chirped fiber Bragg gratings // Optics and Laser Technology. 2016. V. 80. P. 112–115. doi: 10.1016/j.optlastec.2016.01.007

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License