NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HẰNG SỐ MẠNG LÊN ĐẶC TÍNH TÁN SẮC VÀ MẤT MÁT GIAM GIỮ TRONG SỢI TINH THỂ QUANG TỬ LÕI KÉP LÀM TỪ VẬT LIỆU PBG-08
Nội dung chính của bài viết
Tóm tắt
Sợi tinh thể quang tử lõi đơn làm từ thủy tinh silica còn tồn tại hạn chế về độ phi tuyến thấp và độ hấp thụ cao trong vùng hồng ngoại. Để khắc phục, sợi tinh thể quang tử lõi kép (DC-PCF) làm từ thủy tinh mềm PBG-08 được nghiên cứu để điều khiển linh hoạt đặc tính tán sắc và mất mát giam giữ. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp mô phỏng số thông qua phần mềm Lumerical Mode Solutions để khảo sát ảnh hưởng của hằng số mạng lên các đặc tính quang học của sợi.
Nghiên cứu cho thấy khi hằng số mạng tăng, đường cong tán sắc dịch chuyển về phía bước sóng dài, trở nên phẳng hơn và bước sóng tán sắc không dịch chuyển lên giá trị cao hơn. Sự chênh lệch tán sắc giữa hai lõi giảm dần và trở nên rất nhỏ tại Λ = 4.0 µm do sự tương tác giữa hai lõi suy yếu. Đồng thời, mất mát giam giữ giảm mạnh nhờ sự gia tăng độ tương phản chiết suất giữa lõi và vỏ.
Kết quả nghiên cứu khẳng định cấu trúc DC-PCF làm từ vật liệu PBG-08 cung cấp khả năng kiểm soát tán sắc linh hoạt và mất mát giam giữ thấp trên vùng bước sóng rộng, thể hiện tiềm năng ứng dụng cao trong việc tạo phổ siêu liên tục. Các hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung tối ưu hóa các tham số cấu trúc khác hoặc thực nghiệm chế tạo thực tế loại sợi này.
Từ khóa
Quang phi tuyến, sợi tinh thể quang tử lõi kép, tán sắc, mất mát giam giữ
Chi tiết bài viết
Tài liệu tham khảo
[2]. T. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hansch (2002), Optical frequency metrology, Nature 416, 233–237.
[3]. H. L. Van, R. Buczynski, V. C. Long, M. Trippenbach, K. Borzycki, A. M. Nguyen, R. Kasztelanic (2018), Measurement of temperature and concentration influence on the dispersion of fused silica glass photonic crystal fiber infiltrated with water-ethanol mixture,” Optics Communications, Vol. 407, pp. 417-422.
[4]. S. Liu, W. Wu, Z. He, K. Li, J. Lv, Q. Li, C. Cui, Q. Zu (2023), Dispersive waves generation in photonic crystal fibers: The role on supercontinuum generation and rogue waves manipulation, Infrared Physics & Technology 128, 104520.
[5]. H. V. Le (2024), Coherence evolution of multi-pulse pumped super-continuum in multicomponent GeSe2-As2Se3-PbSe chalcogenide photonic crystal fiber with four zero dispersion wavelengths, J. Opt. Soc. Am. B 41 (12), 2780-2790.
[6]. X. Li, P. Liu, Z. Xu, and Z. Zhang (2015), Design of a pentagonal photonic crystal fiber with high birefringence and large flattened negative dispersion, Appl. Opt., Vol. 54, pp. 7350-7357.
[7]. K. Saitoh, N. Florous, M. Koshiba (2005), Ultra-flattened chromatic dispersion controllability using a defected-core photonic crystal fiber with low confinement losses, Optics Express, Vol. 13, No. 21, pp. 8365-8371.
[8]. M. Klimczak, B. Siwicki, H. Heidt R. Buczynski (2017), Coherent supercontinuum generation in soft glass photonic crystal fibers, Photonics Research, Vol. 5(6), pp. 710-727.
[9]. H. V. Le, V. C. Long, H. T. Nguyen, A. M. Nguyen, R. Buczyński, R. Kasztelanic (2018), Application of ethanol infiltration for ultra-flattened normal dispersion in fused silica photonic crystal fibers, Laser Physics, Vol. 28, No. 11, pp.115106.
[10]. K. Saitoh, N. Florous, and M. Koshiba (2005), Ultra-flattened chromatic dispersion controllability using a defected-core photonic crystal fiber with low confinement losses, Opt. Express, Vol. 13, pp. 8365-8371.
[11]. K. Saitoh and M. Koshiba (2004), Highly nonlinear dispersion-flattened photonic crystal fibers for supercontinuum generation in a telecommunication window, Opt. Express, Vol. 12, pp. 2027-2032.
[12]. T. H. Tran, H. T. Nguyen, T. B. Quoc, L. C. Van, V. T. Hoang and H. V. Le (2025), Polarization-maintaining highly nonlinear photonic crystal fiber based on Ge20As20Se15Te45 chalcogenide for mid-infrared supercontinuum generation, J. Opt. 27 125503
[13]. R. Buczynski, D. Pysz, T. Martynkien, D. Lorenc, I. Kujawa, T. Nasilowski, F. Berghmans, H. Thienpont, and R. Stepien (2009), Ultra flat supercontinuum generation in silicate dual-core microstructured fiber, Laser Phys. Lett. 6 (8), 575–581.
[14]. M. T. M. Prince and M. S. Alam (2023), Comprehensive Analysis of Dual Core Photonic Crystal Fibers for Optimizing Optical Properties Towards Highly Coherent Supercontinuum Generation, J. Lightwave Technol. 41, 5703 – 5713.
[15]. Y. Xu, J. Yuan, Y. Qu, S. Qiu, X. Zhou, B. Yan, K. Wang, X. Sang, and C. Yu (2023), Ultra-short polarization beam splitter based on rhombic structure dual-core photonic crystal fiber with a central hole filled nematic liquid crystal, J. Opt. Soc. Am. B 40 (1), 206-214.
[16]. H. V. Le, et al. (2021), Low pump power coherent supercontinuum generation in heavy metal oxide solid-core photonic crystal fiber infiltrated with carbon tetrachloride covering 930–2500 nm, Opt. Express 29, 39586–39601.
[17]. Lumerical Solutions, Inc. http://www.lumerical.com/tcad-products/mode/.
[18]. G. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics - 5th Edition (Academic Press, 2012).