フォトニック結晶ファイバーが精密光源技術を向上

顕微鏡光ファイバーの精密な制御を組み合わせた 光源を想像してみてください超連続光源 (SC) として存在しています光子結晶繊維 (PCF) が重要な成分として機能し,優れた性能を実現しています.

光子結晶繊維:超連続生成の核心

光子結晶繊維は 光学工学の突破口です これらの微細構造繊維は 定期的に配置された空気孔からなる 覆い層を備えています伝統的な光ファイバーに比べてユニークな利点を与えます:

• 精密な光学制御空気孔 の 大きさ,隔たり,配置 を 調整 する こと に よっ て,エンジニア は 繊維 の 折りたたみ 指数 の プロフィール と 散布 特性 を 精細 に 調整 し,特定の 用途 の 要求 に 応える よう に でき ます.
• 強化された非線形効果:PCFの極小なコア直径により,非常に高い電源密度が生み出し,超連続生成に不可欠な非線形光学現象を容易にする.
• ブロードバンド・シングルモード操作PCFは,波長幅の広い範囲で単モードの送信を維持し,高光束の品質を要求するアプリケーションにとって不可欠です.

超連続光源 は,紫外線 から 赤外線 波長 まで の 極めて 広い 光スペクトル を 生み出し,その 応用 は 科学 や 産業 の 分野 を 大きく 変え て い ます.

• 顕微鏡検査吸收と熒光測定のためのブロードバンド照明として使用する.
• オプティカルコーヘランストモグラフィ (OCT):高解像度で深い組織画像を 医療診断に利用できます
• 波長分割マルチプレックス (WDM):複数の波長チャネルを運ぶことで 通信能力を高めます
• LIDARシステム:遠距離標的検知と画像処理能力を強化する

精密 製造:PCF 製造 の 技法

この研究は,毛細血管の積み重ね方法によるPCFの製造に焦点を当てており,穴の寸法と距離を正確に制御するために描画プロセスを最適化しています.製造には2つの重要な段階があります:

1プリフォーム組成:高純度シリカ毛細血管は 精密に積み重ねられ 必要な空気孔構造のプレフォームが作られます

2繊維図:繊維の形に引き寄せられる前に,プレフォームは専門の炉で制御された加熱を受けます.引き寄せ速度,炉温度の精密な調整,繊維の長さ全体に均等な穴の寸法と距離を確保します.

穴 を 制御 する 技術:圧力 と 密封

製造中に穴の整合性を維持するための2つの異なるアプローチが調査されました.

圧縮方法:抽出中に空気チャネルにアルゴンガスを導入することで 穴の構造が維持されます.しかし,実験結果によると,この技術はしばしば周辺穴の崩壊を引き起こします.繊維の均一性を損なう.

密封方法:毛細血管の開口をすべて閉めると,抽出中に空気浸透が防止される.このアプローチは,いくつかの穴の崩壊がまだ発生したものの,優れた均一性を示した.研究 者 たち は,描画 速度 を 増加 さ せ,加熱 期間 を 短く する こと が 結果 を さらに 改善 する こと が でき ます..

比較分析により,密封方法が高均質PCFの生産において優れていることが確認された.未来の研究は,繊維の一貫性と性能を向上させるために,速度調整と正確な温度制御を含む,描画パラメータの最適化に焦点を当てます.次の世代の超連続源の基礎を設ける