Автоматизированная установка для изготовления оптических волокон с субмикронным диаметром

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Разработана методика полностью автоматизированного производства оптического волокна с субволновым диаметром. Приведено подробное описание реализованной автоматизированной установки, позволяющей получать кварцевые волокна с рекордно малым диаметром перетяжки 400 нм, длиной растянутого участка до 100 мм и уровнем потерь в пропускании 0.4 дБ на длине волны 1550 нм. Воспроизводимость параметров волокон с заданной геометрией составляет ±30%. Предложенная методика полностью автоматизированного производства позволяет существенно упростить и стандартизировать производство волоконно-оптических элементов с субволновым диаметром для создания эффективных элементов связи для оптических микрорезонаторов с гигантской добротностью, а также для изготовления субволновых волокон для задач оптической фильтрации и абсорбционной спектроскопии.

Full Text

Restricted Access

About the authors

К. Н. Миньков

Российский квантовый центр

Author for correspondence.
Email: k.minkov@rqc.ru
Russian Federation, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1

Д. Д. Ружицкая

Российский квантовый центр

Email: k.minkov@rqc.ru
Russian Federation, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1

О. В. Боровкова

Российский квантовый центр; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: k.minkov@rqc.ru

физический факультет

Russian Federation, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1; 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 2

С. В. Власов

Российский квантовый центр

Email: k.minkov@rqc.ru
Russian Federation, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1

М. Л. Галкин

Сколковский институт науки и технологий Россия

Email: k.minkov@rqc.ru
Russian Federation, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр. 1

A. С. Амелькин

Российский квантовый центр

Email: k.minkov@rqc.ru
Russian Federation, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1

В. Е. Лобанов

Российский квантовый центр

Email: k.minkov@rqc.ru
Russian Federation, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1

И. А. Биленко

Российский квантовый центр; Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, физический факультет

Email: k.minkov@rqc.ru
Russian Federation, 121205, Москва, Большой бульвар, 30, стр.1; 119991, Москва, Ленинские горы, 1, стр. 2

References

  1. Tong L., Zi F., Guo X., Lou J. // Opt. Comm. 2012. V. 285. P. 4641. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2012.07.068
  2. Tong L., Gattass R.R., Ashcom J.B., He S., Lou J., Shen M., Maxwell I., Mazur E. // Nature. 2003. V. 426. P. 816. https://doi.org/10.1038/nature02193
  3. Tong L., Lou J., Gattass R.R., He S., Chen H., Liu L., Mazur E. // Nano Lett. 2005. V. 5. P. 259. https://doi.org/10.1021/nl0481977
  4. Sumetsky M. // Opt. Lett. 2006. V. 13. P. 3240. https://doi.org/10.1364/OL.31.003420
  5. Donlagic D.// J. Light Technol. 2006. V. 24. P. 3532. https://doi.org/10.1109/JLT.2006.878497
  6. Lou J., Tong L., Ye Zh. // Opt. Express. 2005. V. 13. P. 2135. https://doi.org/10.1364/OPEX.13.002135
  7. Warken F., Vetsch E., Meschede D., Sokolowski M., Rauschenbeutel A. // Opt. Express. 2007. V. 15. P. 11952. https://doi.org/10.1364/OE.15.011952
  8. Kobtsev S.M., Kukarin S.V., Fateev N.V. // Quantum Electronics. 2002. V. 32. P. 11. https://doi.org/10.1070/QE2002v032n01ABEH002117
  9. Matsko A.B., Ilchenko V. // IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2006. V.12. P. 3. https://doi.org/10.1109/JSTQE.2005.862952
  10. Городецкий М.Л. Оптические микрорезонаторы с гигантской добротностью. Москва: Физматлит, 2011.
  11. Savchenkov A.A., Matsko A.B., Ilchenko V.S., Maleki L. // Opt. Exp. 2007. V. 15. P. 6768. https://doi.org/10.1364/OE.15.006768
  12. Strekalov D.V., Marquardt C., Matsko A.B., Schwefel H.G.L., Leuchs G. // J. Opt. 2016. V. 18. P. 123002. https://doi.org/10.1088/2040-8978/18/12/123002
  13. Lin G., Coillet A., Chembo Y.K. // Adv. Opt. Photon. 2017. V. 9. P.828. https://doi.org/10.1364/AOP.9.000828
  14. Del’Haye P., Schliesser A., Arcizet O., Wilken T., Holzwarth R., Kippenberg T.J. // Nature. 2007. V. 450. P. 1214. https://doi.org/10.1038/nature06401
  15. Kippenberg T.J., Holzwarth R., Diddams S.A. // Science. 2011. V. 332. P. 555. https://doi.org/10.1126/science.1193968
  16. Herr T., Brasch V., Jost J.D., Wang C.Y., Kondratiev N.M., Gorodetsky M.L., Kippenberg T.J. // Nat. Phot. 2014. V. 8. P. 145. https://doi.org/10.1038/nphoton.2013.343
  17. Pasquazi A., Peccianti M., Razzari L., Moss D.J., Coen S., Erkintalo M., Chembo Y.K., Hansson T., Wabnitz S., Del’Haye P., Xue X., Weiner A.M., Morandotti R. // Physics Reports. 2018. V. 729. P. 1. https://doi.org/10.1016/j.physrep.2017.08.004
  18. Udem T., Holzwarth R., Hänsch T. // Nature. 2002. V. 416. P. 233. https://doi.org/10.1038/416233a
  19. Fortier T., Baumann E. // Commun. Phys. 2019. V. 2. P. 153. https://doi.org/10.1038/s42005-019-0249-y
  20. Sun Y., Wu J., Tan M., Xu X., Li Y., Morandotti R., Mitchell A., Moss D.J. // Adv. Opt. Photon. 2023. V. 15. P. 86. https://doi.org/10.1364/AOP.470264
  21. Spillane S.M., Kippenberg T.J., Painter O.J., Vahala K.J. // Phys. Rev. Lett. 2003. V. 91. P. 043902. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.91.043902
  22. Righini G.C., Dumeige Y., Féron P., Ferrari M., Nunzi Conti G., Ristic D., Soria S. // Riv. Nuovo Cim. 2011. V. 34. Iss. 7. P. 435. https://doi.org/10.1393/ncr/i2011-10067-2
  23. Ivanov A.D., Min’kov K.N., Samoilenko A.A. // J. Opt. Technol. 2017. V. 84. P. 500. https://doi.org/10.1364/JOT.84.000500
  24. Иванов А.Д., Миньков К.Н., Самойленко А.А. // Оптический журнал. 2017. Т. 84. С. 86.
  25. Dimmick T.E., Kakarantzas G., Birks T.A., Russell P.St.J. // Appl. Opt. 1999. V. 38. P. 6845. https://doi.org/10.1364/ao.38.006845
  26. Shi L., Chen X., Liu H., Chen Y., Ye Z., Liao W., Xia Y. // Opt. Express. 2006. V. 14. P. 5055. https://doi.org/10.1364/OE.14.005055
  27. Hoffman J.E., Ravets S., Grover J.A., Solano P., Kordell P.R., Wong-Campos J.D., Orozco L.A., Rolston S.L. // AIP Adv. 2014. V. 4. P. 067124. https://doi.org/10.1063/1.4879799
  28. Birks T.A., Li Y.W.// J. Light Technol. 1992. V. 10. № 4. P. 432. https://doi.org/10.1109/50.134196

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Installation diagram: 1 - power supply, 2 - electrolyzer, 3 - bubbler, 4 - water seal, 5 - ethyl seal, 6 - dehydrators, 7 - fuel mixture flow regulator, 8 - optical plate, 9 - flame control system, 10 - temperature control sensor, 11 - optical fiber (OF), 12 - OF stretching system; 11, 13 - guides for moving OF, 15 - fork for baking stretched fiber, 16 - ultraviolet diodes for gluing OF, 17 - fork 14 feed system; 18 - video surveillance system, 19 - continuous laser, 20 - photodetector, 21 - oscilloscope.

Download (154KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. External appearance of the experimental setup: 1 – enlarged image of the high-frequency ignition and flame extinguishing system with compressed air, the combustion process is controlled using a thermocouple; 2 – external appearance of the fiber fixation system in the guide with adjustment by 4 degrees of freedom; 3 – enlarged image of the glue polymerization system on the manufactured fiber, fixed on the fork.

Download (984KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Diagram of the dependence of the transmittance on the stretching time: 1 – start of heating of the fiber, 2 – transition of the fiber to the multimode mode, 3 – end of the stretching process.

Download (300KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. External view of the case with a fork on which the manufactured fiber is fixed: 1 – gluing of the stretched part of the fiber, obtained on a Thermo Fisher Scientific Quattro S electron microscope with a magnification of 7000X, the length of the stretched part is 22 mm; 2 – photograph of the constriction of the stretched part of the manufactured fiber, obtained on a Thermo Fisher Scientific Quattro S electron microscope with a magnification of 8000X, the constriction diameter was 300 nm.

Download (442KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. A BaMgF4 resonator with a precision-made fiber supplied using a fork: 1 – microresonator, 2 – microresonator holder, 4 – fork with manufactured fiber 3.

Download (489KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences