Modelamento, fabricação e caracterização de seções polarizadoras em fibras de cristal fotônico altamente birrefringentes
Abstract
Photonic crystal fibers have been proposed as single-polarization (or polarizing) fibers with important applications being demonstrated, for example, in telecommunications, sensing and georeferencing. Although the vast majority of reported studies have focused on the numerical analysis of the performance of PCFs with specific and unconventional designs, post-processing PCFs also allows for great flexibility in altering the characteristics of guidance. In this work, the structure of a commercial, highly birefringent, PCF, with different holes diameters, has been locally changed using a tapering technique, which reduces the transverse dimensions of the fiber, with the application of pressure in the holes. This process was implemented to create 1-cm-long sections with a 66% reduction in their cross-sectional dimensions, through the application of pressure using two different schemes. It is numerically and experimentally shown that the two resulting structures are polarizing. In the first scheme, the same pressure is applied to all holes, resulting in a polarizing PCF at a wavelength of 633 nm, with an experimentally obtained polarization extinction ratio (PER) of 6.44 dB. In the second scheme, the applied pressure was different for the large and small holes, resulting in a polarizing PCF for the 1510-1590 nm wavelength range, with an experimentally obtained PER of more than 30 dB. Both the simplicity of the method and the resulting PER compares favorably with alternative methods to create polarizing conventional and photonic crystal fibers.
Summary
Fibras de cristal fotônico (PCFs, do inglês photonic crystal fibers) vêm sendo propostas como fibras polarizadoras, com importantes aplicações sendo demonstradas, por exemplo, em telecomunicações, sensoriamento e georreferenciamento. Apesar da vasta maioria dos trabalhos reportados analisarem numericamente o desempenho de PCFs com designs específicos e não convencionais, o pós-processamento em PCFs comerciais permite grande flexibilidade na alteração das características de guiamento. Neste trabalho, a estrutura de uma PCF altamente birrefringente comercial, com capilares de diferentes diâmetros, foi alterada localmente utilizando uma técnica de afilamento (tapering), que reduz as dimensões transversais da fibra, com aplicação de pressão nos capilares. Este processo foi implementado para criar seções de 1 ���� de extensão com uma redução nas dimensões transversais de 66%, aplicando-se pressão de duas formas diferentes. Demonstra-se numérica e experimentalmente que as duas estruturas resultantes são polarizadoras. Na primeira forma, aplicou-se uma única pressão em todos os capilares, resultando em uma PCF polarizadora no comprimento de onda de 633 ����, com uma razão de extinção de polarização (PER) experimentalmente obtida de 6,44 ����. Já na segunda forma aplicaram-se pressões diferentes nos capilares grandes e pequenos, o que resultou em uma PCF polarizadora para a faixa de comprimentos de onda que se estende de 1510 ���� a 1590 ����, com uma PER experimentalmente obtida superior a 30 ����. Tanto a simplicidade do método quanto a PER resultante possuem resultados positivos em comparação a métodos alternativos para a produção de fibras convencionais e fibras de cristal fotônico polarizadoras.
CNPq Area
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA
Citation
ROMAGNOLI, Priscila. Modelamento, fabricação e caracterização de seções polarizadoras em fibras de cristal fotônico altamente birrefringentes. 2013. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo, 2013.