doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-4-643-649


УДК 535-45

Исследование влияния наведенных механических напряжений, вызванных герметизацией стеклоприпоем, на значение коэффициента поляризационной экстинкции в двулучепреломляющем оптическом волокне

Калугин Е.Э., Мухтубаев А.Б., Мешковский И.К.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования:
Калугин Е.Э., Мухтубаев А.Б., Мешковский И.К. Исследование влияния наведенных механических напряжений, вызванных герметизацией стеклоприпоем, на значение коэффициента поляризационной экстинкции в двулучепреломляющем оптическом волокне // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2022. Т. 22, № 4. С. 643–649. doi: 10.17586/2226-1494-2022-22-4-643-649


Аннотация
Предмет исследования. В работе рассмотрено влияние наведенных механических напряжений, вызванных герметизацией стеклоприпоем пары оптических двулучепреломляющих волокон с эллиптической напрягающей оболочкой на величину коэффициента поляризационной экстинкции. Предложен вариант с размещением в области герметизации нерабочих волокон для создания симметрии наведенных механических напряжений. Выполнено экспериментальное исследование вклада наведенных механических напряжений на величину коэффициента поляризационной экстинкции. Проведена оценка влияния температуры на коэффициент поляризационной экстинкции в области герметизации оптических двулучепреломляющих волокон. Метод. Герметизация волокон в металлической трубке произведена путем плавления преформы стеклоприпоя индукционным нагревателем. Оценка коэффициента поляризационной экстинкции получена методом широкополосной интерферометрии с использованием сканирующего поляризационного интерферометра Майкельсона. Основные результаты. Измерена величина коэффициента поляризационной экстинкции в четырех образцах с длиной рабочих волокон 4 м. Эксперимент показал, что создание изометрии структуры в области герметизации с помощью добавления нерабочих волокон позволило уменьшить степень изменения коэффициента поляризационной экстинкции с 0,082 дБ/К до 0,035 дБ/К в температурном диапазоне от минус 15 °C до плюс 70 °C. Полученный результат позволил произвести герметизацию нескольких волокон в одной трубке для уменьшения габаритов устройств. Практическая значимость. Выполненное исследование может быть полезно в разработках оптоэлектронных устройств, где требуется герметизация выводов двулучепреломляющего оптического волокна в металлическом корпусе.

Ключевые слова: оптические двулучепреломляющие волокна, коэффициент поляризационной экстинкции, стеклоприпой, связь поляризационных мод, герметизация

Благодарности. Работа выполнена при финансовой поддержке программы «Приоритет 2030».

Список литературы
  1. Lefèvre H. The Fiber-Optic Gyroscopes / 2nd ed. Artech House, 2014. P. 317–331.
  2. Kaminow I.P. Polarization-maintaining fibers // Applied Scientific Research. 1984. V. 41. N 3-4. P. 257–270. https://doi.org/10.1007/BF00382456
  3. Moody J., Morris R. Hermetically packaged LiNbO3 optical circuit with oxidizing fill gas. Patent US8070368B1. 2010.
  4. Iwamoto N.E., Sanders S.J., Gallaghan T.J., Yates S., Taranta A., Grooms J.C., Warrensford K.L. Stabilizing gas in an optical gyro based on an inorganic waveguide. Patent EP3270107B1. 2018.
  5. Mottet A., Jillard S., Hauden J., Grossard N., Porte H., Tchahame J., Veyrié D., Gilard O. Packaging Improvement of LiNbO3 modulators and Space evaluation results // Proceedings of SPIE. 2018. V. 11180. P. 111803K. https://doi.org/10.1117/12.2536047
  6. Donaldson A., Freer S.J. Lithium niobate devices. Patent GB2306690A. 1997.
  7. Dietz R.L. Sealing optical fibers without metallization: design guidelines // Proceedings of SPIE. 2004. V. 5454. P. 111–120. https://doi.org/10.1117/12.554264
  8. Shaw M., Galeotti R., Coppo G. Method of fixing an optical fibre in a laser package // Proc. of the Electronic Components and Technology Conference. 2001. P. 1441–1446. https://doi.org/10.1109/ECTC.2001.928025
  9. Лиокумович Л.Б. Поляризационные эффекты в волоконных интерферометрах на основе двулучепреломляющих световодов: диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. СПб., 2008. 333 с.
  10. Marcuse D. Coupled-mode theory for anisotropic optical waveguides // Bell System Technical Journal. 1975. V. 54. N 6. P. 985–995. https://doi.org/10.1002/j.1538-7305.1975.tb02878.x
  11. Мухтубаев А.Б. Влияние поляризационных преобразований на сдвиг фазы Саньяка в волоконно-оптическом гироскопе: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. СПб., 2020. 199 с.
  12. Аксарин С.М. Исследование поляризационных методов и технологий согласования волоконно-оптических и интегрально-оптических волноводов: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. СПб., 2014. 116 с.
  13. Mukhtubayev A.B., Aksarin S.M., Strigalev V.E. Polarization extinction ratio of the polarization crosstalk caused by point pressure force in the polarization-maintaining fiber // Optical Fiber Technology. 2017. V. 38. P. 119–122. https://doi.org/10.1016/j.yofte.2017.09.010
  14. Namihira Y., Kudo M., Mushiaka Y. Effect of mechanical stress on the transmission characteristics of optical fibers // Trans. Inst. Electron. Commun. Eng. Japan. 1977. V. 60. N 7. P. 107–115.
  15. Suhir E. Mechanical behavior of optical fibers and interconnects: application of analytical modelling // Encyclopedia of Continuum Mechanics. Springer, 2020. P. 1528–1532. https://doi.org/10.1007/978-3-662-55771-6_371


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2022 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика