Исследование систем вывода излучения лазерного диода в одномодовое оптическое волокно

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Предложена система вывода оптического излучения лазерного диода на основе дискретной сферической линзы и волоконной сферической линзы. Определена чувствительность к отклонению элементов от оптимального положения для следующих систем вывода оптического излучения лазерного диода: лазерный диод – сколотое оптоволокно, лазерный диод – коническое оптоволокно, лазерный диод – дискретная литая линза – сколотое оптоволокно, лазерный диод – дискретная сферическая линза – волоконная сферическая линза. Даны рекомендации по применению данных систем в корпусировании радиофотонных модулей, включающих фотонные интегральные схемы произведенные по InP-технологии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Анна Андреевна Шейнбергер

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Автор, ответственный за переписку.
Email: journal@electronics.ru
ORCID iD: 0000-0001-9816-3294

младший научный сотрудник, лаборатория интегральной оптики и радиофотоники (ЛИОР)

Россия, Томск

Михаил Валерьевич Степаненко

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: journal@electronics.ru
ORCID iD: 0000-0002-6608-5743

научный сотрудник, лаборатория интегральной оптики и радиофотоники (ЛИОР)

Россия, Томск

Юрий Сергеевич Жидик

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: journal@electronics.ru
ORCID iD: 0000-0001-7803-2086

кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник, лаборатория интегральной оптики и радиофотоники (ЛИОР), доцент кафедры Физической электроники

Россия, Томск

Светлана Павловна Иваничко

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: journal@electronics.ru
ORCID iD: 0009-0000-9818-9646

младший научный сотрудник, лаборатория интегральной оптики и радиофотоники (ЛИОР)

Россия, Томск

Анастасия Владимировна Майкова

Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники

Email: journal@electronics.ru
ORCID iD: 0009-0008-7074-4175

младший научный сотрудник, лаборатория интегральной оптики и радиофотоники (ЛИОР)

Россия, Томск

Список литературы

  1. Jing Z., Ramana P. V., Hon-Shing J.L., Qingxin Z., Chandrappan J., Wei T. C. et al. Design and characterization of taper coupler for effective laser and single-mode fiber coupling with large tolerance. IEEE Photonics Technology Letters 2008; 20:1375–7. https://doi.org/10.1109/LPT.2008.926819.
  2. Cheung YM, Yiu CH. Simulation of the alignment sensitivity on the coupling efficiency of a ball-lens capped TO-can laser diode source into a single-mode fiber. Proceedings of the 4th International Symposium on Electronic Materials and Packaging. 2002., 2002, p. 197–203. https://doi.org/10.1109/EMAP.2002.1188837.
  3. Prasciolu M., Cojoc D., Cabrini S., Businaro L., Candeloro P., Tormen M. et al. Design and fabrication of on-fiber diffractive elements for fiber-waveguide coupling by means of e-beam lithography. Microelectron Eng. 2003;67–68:169–74. https://doi.org/10.1016/S0167-9317(03)00068-6.
  4. Fu Y, Bryan NKA. Integration of micro-optical elements with top-end of fibers via focused ion beam direct fabrication. In: Sheng Y, Hsu D, Yu C, Lee B, editors. Holography, Diffractive Optics and Applications II. SPIE. 2005;5636;136–142. https://doi.org/10.1117/12.570124.
  5. Fu Y, Bryan NKA, Shing ON. Integrated micro-cylindrical lens with laser diode for single-mode fiber coupling. IEEE Photonics Technology Letters. 2000;12:1213–5. https://doi.org/10.1109/68.874239.
  6. Karnaushkin P., Ponomarev R. Tapered optical fiber for introducing radiation into a waveguide of small diameter. Perm University Herald. Physics. 2017;0. https://doi.org/10.17072/1994-3598-2017-1-54-64 (In Russ.). Карнаушкин П. В, Пономарев Р. С. Волоконный световод с конусной линзой для ввода излучения в волновод малого диаметра. Вестник Пермского Университета. Физика. 2017;1: 54–64. https://doi.org/10.17072/1994-3598-2017-1–54-64.
  7. Mao J, Sheng H, Zhou C. A fiber coupling system based on the GRIN lens for use in all-fiber lidars. Journal of Russian Laser Research. 2012;33:186–95. https://doi.org/10.1007/s10946-012-9272-0.
  8. Jiang W, Sun Y, Chen RT, Guo B, Horwitz J, Morey W. Ball-lens based optical add-drop multiplexers: design and implementation. IEEE Photonics Technology Letters. 2002;14:825–7. https://doi.org/10.1109/LPT.2002.1003106.
  9. Laser_Diode_Microsystems n. d.
  10. Shurygin Yu. A., Ishutkin S. V., Shiryaev B. V., Zhidik Yu. S. Manufacturing of electro-optical modulators based on InP for fiber optic systems and conducting automated visual inspection of their surface for defects. Proceedings of TUSUR University. 2022;25:21–7. (In Russ.). Шурыгин Ю. А, Ишуткин С. В, Ширяев Б. В, Жидик Ю. С. Изготовление электрооптических модуляторов на основе InP для ВОЛС и проведение автоматизированного визуального контроля их поверхности на предмет наличия дефектов. Доклады ТУСУР. 2022;25:21–7.
  11. Guzowski B, Lisik Z, Tosik G. Realization of optical fibers terminated with ball lenses. Bulletin of the Polish Academy of Sciences Technical Sciences 2016;64. https://doi.org/10.1515/bpasts-2016–0031.
  12. Govind P. Agrawal. Fiber-Optic Communication Systems. 2021.
  13. Méndez AMTF. Specialty Optical Fibers Handbook. Academic Press; 1st edition; 2007.
  14. Al-Azzawi A. Fiber Optics: Principles and Practices. CRC Press; 2006.
  15. Malki A, Bachelot R, Lauwe V. Two-step process for micro-lens-fibre fabrication using a continuous CO2 laser source. Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. 2001;3:291. https://doi.org/10.1088/1464-4258/3/4/310.
  16. Zhang F., Zheng Y., Lu S., Luo D., Duan J. Coupling efficiency between ball lens capped laser diode chip and single mode fiber. Optik – International Journal for Light and Electron Optics 2017;157. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2017.11.076.
  17. Fadhali M., Ali J., Zainal Y., Munajat J., Rahman R. Analysis of efficiency and misalignment tolerances in laser diode pigtailing using single ball lens. J. Appl. Sci. Res. 2007;3:1778–87.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема реализации исследуемых систем

Скачать (286KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема исследовательской установки

Скачать (279KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость изменения собираемой сколотым оптоволокном оптической мощности от величины его смещения по оси y: 1 – для оптимального положения по оси х; 2 – для положения по оси х на 10 мкм дальше оптимального положения; 3 – для положения по оси х на 20 мкм дальше оптимального положения

Скачать (152KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость изменения собираемой сколотым оптоволокном оптической мощности от величины его смещения по оси z: 1 – для оптимального положения по оси х; 2 – для положения по оси х на 10 мкм дальше оптимального положения; 3 – для положения по оси х на 20 мкм дальше оптимального положения

Скачать (143KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость изменения собираемой оптоволокном оптической мощности от величины его смещения по оси y: 1 – лазерный диод – коническое оптоволокно; 2 – лазерный диод – дискретная литая линза – сколотое оптоволокно; 3 – лазерный диод – дискретная сферическая линза – волоконная сферическая линза; 4 – лазерный диод – сколотое оптоволокно

Скачать (178KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимость изменения собираемой оптоволокном оптической мощности от величины его смещения по оси z: 1 – лазерный диод – коническое оптоволокно; 2 – лазерный диод – дискретная литая линза – сколотое оптоволокно; 3 – лазерный диод – дискретная сферическая линза – волоконная сферическая линза; 4 – лазерный диод – сколотое оптоволокно

Скачать (146KB)
Метаданные

© Шейнбергер А.А., Степаненко М.В., Жидик Ю.С., Иваничко С.П., Майкова А.В., 2023

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах