350 руб
Журнал «Успехи современной радиоэлектроники» №9 за 2014 г.
Статья в номере:
Резонансная радиочастотная спектроскопия оптических волоконных структур в условиях усиления лазерного излучения
Ключевые слова: оптическое волокно волоконные лазеры импедансная спектроскопия измерение температуры полимеры
Авторы:
О.А. Рябушкин - к.ф.-м.н., доцент, Московский физико-технический институт (государственный университет), ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН. E-mail: roa228@mail.ru Р.И. Шайдуллин - науч. сотрудник, Московский физико-технический институт (государственный университет), ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН. E-mail: rs-mipt@mail.ru И.А. Зайцев - науч. сотрудник, ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН. E-mail: hetziff@mail.ru
Аннотация:
Представлен простой метод измерения температуры полимерной оболочки активных световодов на основе хорошо известного метода радиочастотной импедансной спектроскопии. Показано, что в радиочастотном диапазоне температурная зависимость диэлектрической проницаемости полимеров, использующихся в качестве защитного покрытия кварцевых волокон, на несколько порядков выше, чем аналогичная зависимость для кварцевого стекла. Экспериментально установлено, что метод радиочастотной импедансной спектроскопии позволяет отдельно определить разогрев полимерной оболочки оптического волокна. Подтверждена важная роль спектральных оптических свойств полимеров, используемых в качестве защитного покрытия активных волокон световодов. Установлено, что представленная в работе методика позволяет измерять температуру не только в полимерной оболочке пассивных и активных волокон, но и исследовать другие типы световодов, включая полимерные оптические волокна.
Страницы: 57-65
Список источников

  1. Ferin A., Gapontsev V., Fomin V. et al. 17 kW CW laser with 50 μm delivery // 6th International Symposium on High Power Laser and their Applications, St. Petersburg, Russia. 2012. Session HPFL-1. Report TuSY1-1.2.
  2. Huang T.W. and Lin W.P. Braodband Tunable 1060 nm Fiber Ring Laser Band on Hybrid Amplifier with 45 nm Tuning Range // IEEE Conference on Cross Strait Quad-Regional Radio Science and Wireless Technology, Harbin, 26-30 July 2011. P. 270-273.
  3. McCumber E. EinsteinRelationsConnectingBroadbandEmissionandAbsorptionSpectra // Phys. Rev. 136. A954.1964. 16 November.
  4. Вяткин М.Ю., Грабарник С.П., Рябушкин О.А. Температурная зависимость длины волны излучения волоконного лазера // Квантовая Электроника. 2005. Т. 35. № 4. С. 323-327.
  5. Brilliant N.A., Lagonik K. Thermal effects in a dual-clad ytterbium fiber laser // Opt. Lett. 26, 1669-1671 (2001).
  6. Hansen K.R., Alkeskjold T.T., Broeng J. and Lægsgaard J. Thermo-optical effects in high-power Ytterbium-doped fiber amplifiers // Opt. Express 19. 23965-23980 (2011).
  7. Davis M.K., Digonnet M.J. F., Richard H. Pantell, and Life Fellow Thermal Effects in Doped Fibers // Journal of Lightwave Technology. 1998. V. 16. Issue 6. P. 1013-1023.
  8. BrownD.C., Hoffman H.J. Thermal, stress, and thermo-optic effects in high average power double-clad silica fiber lasers // Quantum Electronics, IEEE Journal of Quantum Electronics. 2001. Feb. V. 37, N. 2, P. 207-217.
  9. Richardson D.J., Nilsson J. and Clarkson W.A. High power fiber lasers: current status and future perspectives // J. Opt. Soc. Am. 2010. B 27. B63-B92.
  10. Zintzen B., Langer T. et al. Heat transport in solid and air-clad fibers for high-power fiber lasers // Optics Express. 2007. V. 15. Issue 25. P. 16787-16793.
  11. Jeong Y., Baek S., Dupriez P., Maran J.-N., Sahu J.K., Nilsson J. and Lee B. Thermal characteristics of an end-pumped high-power ytterbium-sensitized erbium-doped fiber laser under natural convection // 2008. Opt. Express 16. P. 19865‑19871.
  12. Julia Fiebrandt; Martin Leich; Manfred Rothhardt and Hartmut Bartelt In-fiber temperature measurement during optical pumping of Yb-doped laser fibers // Proc. SPIE 8426, Microstructured and Specialty Optical Fibres. 2012. June 1. 84260B.
  13. Fan Y. et al. Thermal effects in kilowatt all-fiber MOPA // Optics Express. 2011. V. 19. Issue 16. P. 15162-15172.
  14. Гайнов В.В., Демьянков Д.Т, Рябушкин О.А. Измерение температуры в сердцевине активных волоконных световодов в условиях лазерной генерации // Труды 49-й науч. конф. МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук». Москва-Долгопрудный. 2006. Факультет физической и квантовой электроники. С. 52.
  15. Гайнов В.В., Шайдуллин Р.И., Рябушкин О.А. Стационарный разогрев активных волоконных световодов при оптической накачке // Квантовая электроника.2011. № 41 (7). С. 637-643.
  16. Ming Zhou Low-loss polymeric materials for passive waveguide components in fiber optical telecommunication // Opt. Eng. 2002. Jul 01. N. 41(7). P. 1631-1643.
  17. Kai Su; Jon V. DeGroot, Jr.; Ann W. Norris and Peter Y. Lo Siloxane materials for optical applications // Proc. SPIE 6029, ICO20: Materials and Nanostructures. 2006. January 23. 60291C.
  18. Workman L., Weyer L. // Practical Guide to Interpretive Near-Infrared Spectroscopy. CRC Press. 2007.
  19. Kirill Efimenko, William E. Wallace, Jan Genzer Surface Modification of Sylgard-184 Poly(dimethyl siloxane) Networks by Ultraviolet and Ultraviolet/Ozone Treatment // Original Research Article Journal of Colloid and Interface Science, 2002. October 15. V. 254. № 2. P. 306-315.
  20. Ryabushkin O.A., Myasnikov D.V., Konyashkin A.V. and Tyrtyshnyy V.A. Equivalent temperature of nonlinear-optical crystals interacting with laser radiation // J. European Optical Society. 2011. Rapid Publications 6. P. 11032.
  21. Othman L., Chew K.W., Osman Z. Impedance spectroscopy studies of poly (methyl methacrylate)-lithium salts polymer electrolyte systems. 2007. № 13 (5). P. 337-342.