Розробка та аналiз одномодового ниткоподiбного фотонного кристала для оптичного зв’язку вiд Е до L смугах з ультрависокою негативною дисперсiєю

Автор(и)

  • M. I. Islam Department of Information and Communication Technology Mawlana Bhashani Science and Technology University
  • M. Khatun Department of Information and Communication Technology Mawlana Bhashani Science and Technology University
  • K. Ahmed Department of Information and Communication Technology Mawlana Bhashani Science and Technology University, Group of Bio-photomatix
  • S. Asaduzzaman Department of Information and Communication Technology Mawlana Bhashani Science and Technology University, Group of Bio-photomatix, Department of Software Engineering, Daffodil International University
  • B. K. Paul Department of Information and Communication Technology Mawlana Bhashani Science and Technology University, Group of Bio-photomatix
  • M. S. Islam Department of Information and Communication Technology Mawlana Bhashani Science and Technology University, Group of Bio-photomatix
  • S. Chowdhury Department of Information and Communication Technology Mawlana Bhashani Science and Technology University, Group of Bio-photomatix
  • S. Sen Department of Information and Communication Technology Mawlana Bhashani Science and Technology University, Group of Bio-photomatix
  • M.B.A. Miah Department of Information and Communication Technology Mawlana Bhashani Science and Technology University, Group of Bio-photomatix
  • A. N. Bahar Department of Information and Communication Technology Mawlana Bhashani Science and Technology University, Group of Bio-photomatix

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe62.09.0818

Ключові слова:

ultra-high negative dispersion, dispersion-compensating S-PCF, single-mode fiber, optical communication

Анотація

Представлено одномодовий квадратного перетину ниткоподiбний фотонний кристал (О–НФК) з широкосмуговою компенсацiєю дисперсiї на довжинах хвиль вiд 1340 до 1640 нм у вiкнi телекомунiкацiї. У всiй смузi частот застосований метод кiнцевих елементiв для чисельного аналiзу деяких основних властивостей НФК. Пропонований НФК строго одномодовий, має дуже високий негативний коефiцiєнт дисперсiї близько –1732,10 пс/(нм · км) на робочiй довжинi хвилi 1550 нм i добре застосовується в оптичних передавальних системах. В дослiдженнi О–НФК використаний V параметр. Ретельний дисперсiйний аналiз показав, що цей НФК надiйнiший при отриманнi високого негативного коефiцiєнта дисперсiї i бiльш рiзнобiчний порiвняно з вiдомими ранiше. У швидких передавальних системах такi НФК ефективнi завдяки компенсацiї дисперсiї i збереженню однiєї поляризацiї. Вони можуть бути застосованi в ниткоподiбних петльових дзеркалах, при 4-хвильовому змiшуваннi i в iнших випадках.

Посилання

J.A. Buck. Fundamentals of Optical Fibers (Wiley, 2004).

S. V. Kartalopoulos. DWDM Networks. Devices, and Technology (Wiley, 2003).

S. Soussi. Modeling photonic crystal fibers. Adv. in Applied Math. 36, 288 (2006).

https://doi.org/10.1016/j.aam.2005.06.002

C.J. Knight. Photonic crystal fibres. Nature 424, 847 (2003).

https://doi.org/10.1038/nature01940

J. Hecht. Understanding fiber optics (Laser Light Press, 2015) [ISBN: 9781511445658].

https://doi.org/10.1117/3.1445658

J. Broeng et al. Photonic crystal fibers: A new class of optical waveguides. Optical Fiber Techn. 5, 305 (1999).

https://doi.org/10.1006/ofte.1998.0279

Ph. Russell. Photonic crystal fibers. Science 299, 358 (2003).

https://doi.org/10.1126/science.1079280

S. Asaduzzaman, K. Ahmed. Proposal of a gas sensor with high sensitivity, birefringence and nonlinearity for air pollution monitoring. Sensing and Bio-Sensing Research 10, 20 (2016).

https://doi.org/10.1016/j.sbsr.2016.06.001

Z. Yang et al. Research on leakage detection and analysis of leakage point in the gas pipeline system. Open J. of Safety Science and Technology 01, 94 (2011).

https://doi.org/10.4236/ojsst.2011.13010

J.P. Carvalho et al. Remote system for detection of lowlevels of methane based on photonic crystal fibres and wavelength modulation spectroscopy. J. Sensors 2009, 1 (2009).

https://doi.org/10.1155/2009/398403

G.F. Fine et al. Metal oxide semiconductor gas sensors in environmental monitoring. Sensors 10, 5469 (2010).

https://doi.org/10.3390/s100605469

H. Xuan et al. Polarization converters in highly birefringent microfibers. Opt. Express 22, 3648 (2014).

https://doi.org/10.1364/OE.22.003648

E.K. Akowuah et al. Numerical analysis of a photonic crystal fiber for biosensing applications. IEEE J. Quantum Electronics 48, 1403 (2012).

https://doi.org/10.1109/JQE.2012.2213803

S. Olyaee et al. High sensitivity evanescent-field gas sensor based on modified photonic crystal fiber for gas condensate and air pollution monitoring. Optik – Int. J. for Light and Electron Optics 125, 596 (2014).

https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2013.07.047

D. Wu et al. Experimental research on FLM temperature sensor with an ethanol-filled photonic crystal fiber. Sensors and Actuators A: Phys. 209, 62 (2014).

https://doi.org/10.1016/j.sna.2014.01.020

M. Rabiul Hasan et al. Polarization-maintaining low-loss porous-core spiral photonc crystal fiber for terahertz wave guidance. Appl. Opt. 55, 4145 (2016).

https://doi.org/10.1364/AO.55.004145

H. Ademgil, S. Haxha. Endlessly single mode photonic crystal fiber with improved effective mode area. Opt. Commun. 285, 1514 (2012).

https://doi.org/10.1016/j.optcom.2011.10.067

P. Petropoulus et al. 2R-regenerative all-optical switch based on a highly nonlinear holey fiber. Opt. Lett. 26, 1233 (2001).

https://doi.org/10.1364/OL.26.001233

R. Bhattacharya, S. Konar. Extremely large birefringence and shifting of zero dispersion wavelength of photonic crystal fibers. Optics and Laser Techn. 44, 2210 (2012).

https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2012.02.036

Y. Liu et al. A novel hybrid photonic crystal dispersion compensating fiber with multiple windows. Optics and Laser Techn. 44, 2076 (2012).

https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2012.03.023

P.S. Maji, P. Roy Chaudhuri. Designing an ultra-negative dispersion photonic crystal fiber with square-lattice geometry. ISRN Opt. 2014 (2014).

B. Zsigri et al. A novel photonic crystal fibre design for dispersion compensation. J. Optics A: Pure Appl. Opt. 6, 717 (2004).

https://doi.org/10.1088/1464-4258/6/7/010

F. G’er^ome et al. Design of dispersion-compensating fibers based on a dual-concentric-core photonic crystal fiber. Opt. Lett. 29, 2725 (2004).

https://doi.org/10.1364/OL.29.002725

S. Yang et al. Theoretical study and experimental fabrication of high negative dispersion photonic crystal fiber with large area mode field. Opt. Exper. 14, 3015 (2006).

https://doi.org/10.1364/OE.14.003015

F. Poli et al. Single mode regime of square-lattice photonic crystal fibers. J. Opt. Soc. Am. A: Opt. Image Sci. Vision. 22, 1655 (2005).

https://doi.org/10.1364/JOSAA.22.001655

T.A. Birks et al. Dispersion compensation using singlematerial fibers. IEEE Photon. Technol. Lett. 11, 674 (1999).

https://doi.org/10.1109/68.766781

L.P. Shen et al. Design and optimization of microstructure fibers for broad-band dispersion compensation. IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 540 (2003).

https://doi.org/10.1109/LPT.2003.809322

M. Samiul Habib et al. Relative dispersion slope matched dispersion compensating highly birefringent spiral microstructure optical fibers using defected core. Opt. Engin. 52, 096110, (2013).

https://doi.org/10.1117/1.OE.52.9.096110

M. Selim Habib et al. Proposal for highly birefringent broadband dispersion compensating octagonal photonic crystal fiber. Opt. Fiber Technol. 19, 461 (2013).

https://doi.org/10.1016/j.yofte.2013.05.014

M.I. Hasan et al. Design of hybrid photonic crystal fiber: Polarization and dispersion properties. Photonics and Nanostructures – Fundamentals and Applications 12, 205 (2014).

A. Halder, S.A. Hossain. Design of ultra-high birefringent broadband dispersion compensating photonic crystal fiber for high speed transmission system. Imperial J. of Interdisc. Res. 2, 211 (2016).

H. Ademgil et al. Highly nonlinear bending insensitive birefringent photonic crystal fibres. Engineering 2, 608 (2010).

https://doi.org/10.4236/eng.2010.28078

S. Yang et al. Broadband dispersion-compensating photonic crystal fiber. Opt. Lett. 31, 2830 (2006).

https://doi.org/10.1364/OL.31.002830

M.K. Lee et al. Negative refraction experiments with guided shear-horizontal waves in thin phononic crystal plates. Appl. Phys. Lett. 98, 011909 (2011).

https://doi.org/10.1063/1.3533641

P.S. Maji, P. Roy Chaudhuri. Dispersion properties of the square-lattice elliptical-core PCFs. Am. J. Opt. Photonics 2, 1 (2014).

K. Saitoh, M. Koshiba. Full-vectorial imaginary-distance beam propagation method based on a finite element scheme: Application to photonic crystal fibers. IEEE J. Quantum Electron. 38, 927 (2002).

https://doi.org/10.1109/JQE.2002.1017609

S.F. Kaijage et al. Broadband dispersion compensating octagonal photonic crystal fiber for optical communication applications. Japan. J. of Appl. Phys. 48 052401 (2009).

https://doi.org/10.1143/JJAP.48.052401

M.M. Haque et al. Design and characterization of single mode circular photonic crystal fiber for broadband dispersion compensation. Optik – Int. J. for Light and Electron Optics 125, 2608 (2014).

https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2013.11.063

M.I. Hasan et al. Highly nonlinear and highly birefringent dispersion compensating photonic crystal fiber. Optical Fiber Techn. 20, 32 (2014).

https://doi.org/10.1016/j.yofte.2013.11.005

R.H. Stolen. Polarization effects in fiber Raman and Brillouin lasers. IEEE J. Quantum Electron. 15, 1157 (1979).

https://doi.org/10.1109/JQE.1979.1069913

Md Rabiul Hasan et al. A single-mode highly birefringent dispersion-compensating photonic crystal fiber using hybrid cladding. J. Modern Opt. 64, 218 (2017).

https://doi.org/10.1080/09500340.2016.1224941

M. Selim Habib et al. Microstructure holey fibers as wideband dispersion compensating media for high speed transmission system. Optik – Int. J. for Light and Electron Optics 124, 4984 (2013).

https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2013.03.128

Q. Li. et al. Research on dispersion compensating property and nonlinear coefficient of photonic crystal fiber. Photonics and Optoelectronics. SOPO 2009. Symposium of IEEE. 1 (2009).

https://doi.org/10.1109/SOPO.2009.5230212

H. El Hamzaoui et al. Sol-gel derived ionic copper-doped microstructured optical fiber: A potential selective ultraviolet radiation dosimeter. Opt. Express 20, 29751 (2012).

https://doi.org/10.1364/OE.20.029751

UJP 2017 V62 #9

Завантаження

Опубліковано

2018-12-13

Номер

Том 62 № 9 (2017)

Розділ

Тверде тіло

Ліцензія

Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна

Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:

1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.

2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.

3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.

4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.

5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.

6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.

Як цитувати

Розробка та аналiз одномодового ниткоподiбного фотонного кристала для оптичного зв’язку вiд Е до L смугах з ультрависокою негативною дисперсiєю. (2018). Український фізичний журнал, 62(9), 818. https://doi.org/10.15407/ujpe62.09.0818

Статті цього автора (цих авторів), які найбільше читають