Optik fiber dalga kılavuzlarının yapı parametrelerinin incelenmesi

Optik fiber dalga kılavuzları silindirik geometriye sahip, ışığın içinde yayıldığı fotonik devre elemanlarıdır. En genel şekilde iki kısımdan meydana gelir. İç kısmı yüksek kırılma indisli çekirdek olarak adlandırılan kısımdır. Bunu çevreleyen ikinci kısım daha düşük kırılma indisine sahip olup örtü olarak adlandırılır. Optik fiberin özelliği bazı yapı parametreleriyle tanımlanır. Sayısal açıklık, bu dalga kılavuzunun ışık toplama kapasitesini belirler. Çekirdek ve örtünün kırılma indisleri, ışığın dalga kılavuzu içinde ilerleyebilmesi için toplam iç yansımayı sağlar. Normalize olmuş frekans, dalga kılavuzunda yayılan modları belirler. Çekirdek ve örtü kırılma indisleri arasındaki farkı gösteren bağıl kırılma indis farkı, ışığı bu dalga kılavuzunun nasıl kılavuzlandıracağını belirler. Bu çalışmada yukarıda bahsedilen yapı parametreleri arasındaki ilişkiler incelenmiştir.

Investigation of structural parameters of optical fiber waveguides

Optical fiber waveguides with cylindrical geometry are photonic circuit elements that light is guided inside. It usually consists of two parts. The inside part which is called as core has high refractive index. The second part that is surrounding the core has lower refractive index and that is called as cladding. The property of optical fiber is defined by some structure parameters. The numerical aperture determines the light-gathering capacity of this waveguide. Refractive indexes of the core and the cladding provide total internal reflection in order to propagating the light inside waveguide. Normalized frequency determines the modes that propagated in waveguide. The relative refractive index difference which indicates the difference between the core refractive index and the cladding refractive index determine how guiding the light in this waveguide. In this study, the relations between the parameters that are given above were investigated.

Keywords:

Optical fiber, numerical aperture refractive index, dispersion,

PDF

___

[1] Topdemir, H.G., Işığın Öyküsü: Mitolojiden Matematiğe Işık Kuramlarının Tarihsel Gelişimi, Tübitak Popüler Bilim Kitapları, Ankara, (2000).
[2] Hecht, J., City of Light: The Story of Fiber Optics, Oxford University Press, (2004).
[3] Ghatak, A. ve Thyagarajan, K., An Introduction to Fiber Optics, Cambridge University Press, (1998).
[4] Crisp, J., Introduction to Fiber Optics, Elsevier, (2005).
[5] Senior, J.M. ve Jamro, M.Y., Optical Fiber Communications: Principles and Practice, Pearson Education, (2009).
[6] Pollack, G.L. ve Daniel R.S., Electromagnetism, Addison-Wesley, (2002).
[7] Pasachoff, N. (Çeviri Uslu, L.), Alexander Grahambell bağlantı kurmak, Tübitak Popüler Bilim Kitapları, (2000).
[8] Wilson, J. ve Hawkes, J.F.B., Optoelectronics: An Introduction, Prentice Hall, (1988).
[9] Kapany, N.S., Fiber Optics, Academic Press, NewYork-London, (1967).
[10] Kapany, N.S. ve Burke, J.J., Optical Waveguides, Academic Press, NewYorkLondon, (1972).
[11] Aydın, R., Lazer ve Temel Uygulamaları, Odtü Yayıncılık, (2016).
[12] Kao, K.C. ve Hockham, G.A., Dielectric Fibre Surface Waveguides for Optical Frequencies, Proceedings IEE, 113, 1151- 1158, (1966).
[13] Yan, C., Huang, S.J., Miao, Z., Chang, Z., Zeng, J.Z. ve Wang, T.Y., 3D Refractive Index Measurements of Special Optical Fibers, Optical Fiber Technology, 31, 65- 73, (2016).
[14] Peng, Y., Jia, H. ve Fang, L., Theoretical Analysis of Hollow Ring-Core Optical Fibre for Transmitting Orbital Angular Momentum Modes, Journal of Modern Optics, 64-18, 1818-1832, (2017).
[15] Wang, H., Chen, M.Y., Wu, X.S., Li, R.H., Cai, Z.M., Li, L.M., Yang, J.H., Zhu, Y.F. ve Fu, P.P., Single-Mode Operation in FewMode Optical Fibre Based on Resonant Coupling, Journal of Modern Optics, 64, 8, 866-870, (2017).
[16] Mishra, A.K., Kumar, M., Kumar, D. ve Singh, O., Modal Study of Plasma Cladded Cylindrical Optical Fiber, Journal of Electromagnetic Waves and Applications, 27, 7, 868-876, (2013).
[17] Çetin, A., Fiber optik dalga kılavuzlarında ışıyan enerji ölçümü, Doktora Tezi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir, (1998).
[18] Gloge, D., Weakly Guiding Fibers, Applied Optics, 10, 2252-2258, (1971).
[19] Matsumura, H., The Light Accaptance Angle of a Graded Index Fibre, Optical and Quantum Electronics, 7, 81-86, (1975).