нелинейные оптические волокна =

1. Нелинейные оптические эффекты

С появлением оптических усилителей нелинейные эффекты в оптических волокнах стали одним из основных факторов, ограничивающих ретрансляционного участка волоконных линий передачи и их пропускную способность.
С ростом емкости ВОСП очевидна тенденция увеличения мощности сигнала. А нелинейные эффекты проявляются, как известно, только при достаточно больших мощностях света. Первоначально, согласно Rec. ITU-T G.622, величина мощности, вводимой в волокно, ограничивалась 17 дБм (на длине волны 1550 нм), а затем она была увеличена до 19 дБм. В настоящее время ряд компаний представили DWDM системы, в которых уровень мощности увеличен до 30 дБм.
При малых мощностях взаимодействие света со средой пропорционально первой степени от мощности света, т.е. представляет собо ...

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.
ВВЕДЕНИЕ 3

1. Нелинейные оптические эффекты 5
2. Исследование общих закономерностей влияния изменения параметров травления фотонных кристаллов на их оптические свойства 16

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 24
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 25

 

ВВЕДЕНИЕ

Фотонные кристаллы представляют собой структуры с периодической пространственной модуляцией показателя преломления. Особенности взаимодействия электромагнитных волн с такими материалами обуславливают их оптические свойства. Основной практический интерес имеют возникающие в следствие такой модуляции фотонные запрещенные зоны - диапазоны длин волн падающего света, на которых волна не может распространяться по фотонному кристаллу и практически полностью отражается от него. Важно отметить, что для наблюдения оптических эффектов, характерных для периодических структур, необходимо, чтобы период модуляции был сравним по порядку величины с длиной волны падающего излучения. В самом простом случае фотонный кристалл представляет собой периодическую структуру, состоящую из двух слоев с разли чными показателями преломления. Свойства таких материалов и обсуждаются в данной работе, а также подтверждаются базовые теоретические предположения.
В экспериментальной части при снятии линейных спектров применялся метод исследования периодических структур, заимствованный из теории дифракции рентгеновских лучей, а именно метод Лауэ, позволяющий изучать свойства проходящего через материал излучения. В свою очередь второй метод, использующий брэгговскую геометрию к данному моменту является всесторонне изученным, с помощью него был получен и изучен целый ряд линейных и нелинейных эффектов, а именно расположение и сдвиг фотонных запрещенных зон, эффект Борманна и др. В статье [1], которая использовалась в данной работе, изучалось явление разделения импульсов в одномерном фотонном кристалле из пористого кремния. Оно было обнаружено в схеме Лауэ на нескольких длинах волн. В другой статье [2] исследовались структуры с квадратичной модуляцией толщин слоев и наблюдаемый в этом случае эффект «оптического эха». Мысль о том, что подобное явление, которое характеризуется делением и периодическим преобразованием формы исходного волнового пакета, может иметь место, пришла после проведения аналогий с моделью квантового гармонического осциллятора. Удалось провести только качественное описание этого эффекта, потому что в лаборатории не было необходимого оборудования для регистрации импульсов и их сравнения. Поэтому был проведен анализ результатов и рассуждений из статьи [2], которые планируется проверить в случае наличия необходимого для этого оборудования.
Основное внимание в практической части работы было уделено изготовлению фотонных кристаллов и исследованию общих закономерностей влияния изменения параметров травления образцов на их оптические свойства. Выбор данного способа изготовления образцов обусловлен его относительной практической экономичностью и практичностью в условиях лаборатории, а также широким диапазоном параметров получаемых структур. Изготовление проводилось с использованием усовершенствованной в работе [1] установки для получения структур в диапазона 50-400мкм. Для дальнейшего снятия линейных спектров было изготовлено три структуры, различающиеся по времени их травления и плотностям тока, что привело к их различному спектральному положению. Исходным материалом был кристаллический кремний, в котором при травлении в водно-спиртовом растворе фтороводородной кислоты образовывались поры. Пористый кремний достаточно широко используется в промышленности и проявляет достаточно интересные оптические и электрические свойства.