Abstract

A tapered optical fiber has been manufactured with an array of fiber Bragg gratings (FBG) inscribed during the drawing process. The total fiber peak reflectivity is 5% and the reflection bandwidth is
3.5 nm. A coherent frequency domain reflectometry has been applied for precise profiling of the fiber core diameter and grating reflectivity both distributed along the whole fiber length. These measurements are in a good agreement with the specific features of Brillouin lasing achieved in the semi-open fiber cavity configuration.

نمونه ترجمه مقاله:

مقدمه

توری‌های براگ فیبری (FBGs) معمولا به عنوان حسگرهای کمیت‌های فیزیکی (دما، تنش مکانیکی، حالت قطبش نور و غیره) [1،2] استفاده می‌شوند. یکی دیگر از کاربردهای امیدوار کننده FBG، فیلتر کردن طیفی است که در سیستم‌های پردازش نوری پیچیده استفاده می‌شود [3]. در مورد دوم، استفاده از آرایه‌های FBG که در یک فیبر تک مد حک شده‌ است، برای پردازش سیگنال‌های پهن باند مورد توجه خاص است. مسئله فهم فنی این چنین فیبرهایی با آرایه‌های FBG در دستور کار است. یکی از راه‌های تولید یک آرایه FBG با یک بازتاب پهن باند، اصلاح هوشمند قطر فیبر در امتداد طول فیبر قبل یا بعد از حک کردن FBG است. چنین تغییری باعث دگرگونی در حالت ضریب شکست مؤثر می‌شود که به طور مستقیم توزیع طول‌موج بازتابی پیک FBG که برابر 2 ̷ Λ _ffen=λ در امتداد فیبر است را تنظیم می‌کند، که در آن Λ دوره ماسک فازی است. برای مثال، در مرجع[4] یک FBG یکنواخت که در یک فیبر نوری با قطر 125 میکرون حک شده، با کشیده شدن ملایم قطر فیبر به کمتر از 10 میکرون اصلاح شده است، که این امر منجر به افزایش 10 برابری پهنای طیف بازتابی از FBG می‌شود. در این آزمایش گرمای حرارتی بالا تا دمای ذوب شیشه با کشش همزمان فیبر برای باریک کردن فیبر اعمال شده است. اثر مشابهی نیز برای چاپ کردن فیبر نوری با یکFBG  یکنواخت از قبل حک شده، گزارش شده است [5]. محدودیت‌های اصلی تکنیک‌های ذکر شده عبارت‌اند از، تعداد کم FBGهای حک شده در یک فیبر تک مد، کم شدن کیفیت FBG در طول فرآیند حرارت‌دهی، کم بودن طول فیزیکی فیبر دارای آرایه FBG و اتلاف خطی قابل توجه. اخیرا ما آرایه‌های FBG یکنواختی را نشان داده‌ایم [6،7] که در یک فیبر نوری، توسط یک لیزر اگزایمر در طول‌موج 248 نانومتر بلافاصله در طول روند طراحی، حک شده است. چنین فیبری که شامل بیش از 10،000 FBG است طولی برابر صدها متر دارد و پهنای طیف بازتابی 0.2 نانومتر را نشان می‌دهد. تکنیک حک کردن ما در ترکیب با امکان کنترل قطر فیبر در طی فرایند طراحی اجازه می‌دهد تا آرایه‌های FBG را با داشتن بازتاب توزیعی در طول صدها متر، یعنی در امتداد طول فیبر نوری، تولید کنیم. چنین دستگاه جدید فیبر برای بسیاری از کاربردهای فتونی ازجمله پردازش سیگنال نوری، حسگر فیبر توزیعی و لیزرهای فیبری تصادفی، مفید است.

در این مقاله یک فیبر نوری با سرعت 6 متر بر دقیقه از یک فیبر نوری ایزوتروپیک (دارای خواص فیزیکی مشابه از هر سو) از پیش ساخته شده با هسته حساس به نور GeO₂-B-SiO₂  ساخته شده است. FBGهای متعدد، یکی یکی درون فیبر بلافاصله در طول فرآیند ساخت، از طریق یک ماسک فازی (دوره ماسک 1070 نانومتر، زمینه ماسک فاز 10 میلیمتر) حک شده‌اند و قطر بیرونی فیبر دقیقا توسط خوراک پیش ساخته شده تحت کنترل است و برای تغییرخطی با طول فیبر مهندسی می‌شود. پارامترهای فیبر حاصل عبارتند از: قطر هسته حدود 6 میکرون، اختلاف ضریب شکست هسته و غلاف برابر 0.025، طول‌موج قطع حدود 1350نانومتر (برای قطر بیرونی 125میکرون). طول نمونه آزمایشی فیبر نوری حدود 85 متر است. در امتداد فیبر، قطر بیرونی بطور خطی با طول فیبر از 125 تا 80 میکرمتر و سپس از 80 به 125 میکرومتر تغییر می‌کند. تعداد کل FBGهایی که در نمونه فیبر حک شده‌اند حدود 4250 است.