Хромодальная дисперсия

Принципиальная схема устройства хромодальной дисперсии. Свет падает на две параллельные плоские решетки, которые рассеивают и коллимируют оптический спектр. Затем к спектру при помощи линзы применяется угловая дисперсия. Входная грань многомодового волокна размещается в фокусе линзы таким образом, что различные спектральные компоненты объединяются в разные моды волокна. На вставке рисунка показано, как различные спектральные компоненты вводятся в многомодовое волокно и распространяются по нему. Пунктирная линия представляет оптическую ось волокна. Хотя показанная конфигурация обеспечивает аномальную дисперсию, CMD можно настроить как в режимах аномальной, так и в нормальной дисперсии, регулируя выравнивание линзы и волокна относительно пространственно-дисперсионного спектра.

Профили мод на выходе волокна CMD для позиции выравнивания №1, измеренные на расстоянии 5 мм от выходной грани волокна. (а) Профили мод, записанные с использованием различных длин волн возбуждения. (б) Профиль моды с использованием возбуждения на длине волны 745 нм после прохождения через 20 м волокна с диаметром сердцевины 200 мкм. (c) Профиль моды с использованием возбуждения на длине волны 745 нм после прохождения через 35 м того же волокна. Размытие профиля режима вывода указывает на то, что длина соединения достигнута. Масштабная линейка во всех случаях равна 1 мм.

Параметр дисперсии для трех различных выравниваний CMD. Перемещение линзы и фасетки волокна в горизонтальном направлении относительно падающего пространственно-дисперсного спектра смещает длину волны нулевой дисперсии CMD.

Хромодальная дисперсия (ХМД) возникает в результате возбуждения различных мод многомодового волновода уникальными спектральными компонентами широкополосного оптического сигнала. Модальная дисперсия во время распространения в волноводе затем обеспечивает дисперсию групповой скорости сигнала. Большая модовая дисперсия, присущая многомодовым волноводам, позволяет дисперсии на единицу длины хромомодального дисперсионного устройства быть на несколько порядков выше, чем у дифракционных решеток или дисперсионно-компенсирующих волоконных дисперсионных элементов.

Приложения

Возможность управления хроматической дисперсией имеет первостепенное значение в приложениях, где ширина оптического импульса имеет решающее значение, таких как усиление чирпированного импульса и волоконно-оптическая связь .

Другие устройства

Обычно устройства, используемые для генерации больших количеств (> 100 пс/нм) хроматической дисперсии, основаны на дифракционных решетках , чирпированных волоконных брэгговских решетках или волокне, компенсирующем дисперсию. К сожалению, эти дисперсионные элементы страдают от одного или нескольких из следующих ограничений:

1. Ограниченная оперативная полоса пропускания
2. Ограниченная общая дисперсия
3. Низкая пиковая мощность
4. Большой пространственный след.

Строительство

Устройство хромомодальной дисперсии построено путем объединения угловой дисперсии дифракционных решеток с модовой дисперсией многомодового волновода.

Преимущества

Большая дисперсия и малая занимаемая площадь устройства делают устройство хромомодальной дисперсии потенциально полезным для внутрикристальной компенсации дисперсии с использованием оптических компонентов, таких как интегрированные решетки и плоские многомодовые волноводы. Преимущество физической компактности в сочетании с величиной и возможностью настройки дисперсии предполагает его потенциальное использование в качестве универсального инструмента для растяжения или сжатия импульсов в различных приложениях, в которых возможностей одномодового волокна или дисперсионных элементов на основе дифракционных решеток будет недостаточно. .