Till innehåll på sidan

Optically poled fibers for electro-optic applications

Tid: On 2022-06-15 kl 10.00

Plats: FD5, Roslagstullsbacken 21, Stockholm

Språk: Engelska

Ämnesområde: Fysik

Respondent: Joao Pereira , Laserfysik

Opponent: Professor Stavros Pissadaki, FORTH Institute of Electronic and Laser

Handledare: Fredrik Laurell, Laserfysik, Fysik, Fysik; Walter Margulis, Laserfysik

Exportera till kalender

QC 220525

Abstract

Denna avhandling behandlar optiskt polade fibrer och deras användningi elektro-optiska experiment. Tre olika polningsmetoder har utvecklats ochutvärderats; polning med grönt ljus, (artikel I), polning med hjälp av en UVlampa (artikel II) och Coronaurladdningspolning (artikel III). De poladefibrerna utvärderades som komponenter i olika distribuerade sensorexperiment. I artikel II utnyttjades Rayleighspridning i fibrerna, i artikel IVutnyttjades intermodal interferens i de polade fibrerna och i artikel VI användes fiber-Braggitter (FBG) i de polade fibrerna för spänningsmätning.Vid termisk polning ökar man jonmobiliteten när fibern värms upp. Medett pålagt elektriskt fält, mellan anoden inne i fibern och katoden utanför,separeras positiva och negativa joner och ett utarmningsområde skapas vidanoden. Efter att jonerna migrerat och temperaturen sänkts fryser jonernainne på sin nya plats och ett motriktat fält uppstår när det pålagda slås ifrån.Eftersom kärnan är positionerad precis intill anoden hamnar det elektriskafältet över densamma, vilket bryter symmetrin och ger fibern en artificiellinducerad ickelinjäritet. Ett problem kan dock uppstå om avståndet är förkort mellan metallelektroden (anoden) och kärnan, varvid man får betydandeutbredningsförluster för ljuset, och i sin tur begränsningar för dess användningi tillämpningen.Optisk polning utnyttjar närvaron av Ge E’ center i fiberkärnan för attfrigöra laddningar vid ljusexcitation. Germanium, och därmed Ge E’ center,finns som en naturlig dopning i kärnan i standard telekommunikationsfibrer.De väletablerade tillverkningsmetoderna för standardfiber kan alltså användasför att framställa fibrer för polning. Fibrerna blir därmed relativt billiga ochde kan lätt integreras med telekommunikationskomponenter. Optisk polningkräver inget utarmningsområde i manteln, och kärnan kan därmed placeraslängre ifrån anoden. Detta gör att man får elektro-optiska komponenter medlåga utbredningsförluster.Tidigare var hypotesen att optisk polning gav lägre inducerad ickelinjäritet än termisk polning, och att metoden därmed skulle vara mindre användbar. I detta arbete har vi undersökt möjligheten att skapa en induceradickelinjäritet jämförbar med den som åstadkoms vid termisk polning.De polade fibrerna vi tillverkade utvärderades i flera olika nya fibersensorkoncept. Dessa var CP-ffOTDR, få-mods fibersensorer, och polade fibergittersensorer.Resultaten presenteras i de sex artiklarna och visar på de betydande framsteg vi nått med fiberpolning och potentialen i de testade tillämpningarna.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-312429