Charakteresierung von Fasertapern

Kielhorn, Martin GND

In dieser Arbeit werden die grundlegenden optischen Eigenschaften einer getaperten Faser dargestellt. Dabei entstand ein Computerprogramm, um die Lichtausbreitung im Taper mit Hilfe gekoppelter lokaler Moden zu beschreiben. Es konnte gezeigt werden, dass am existierenden Faserziehplatz adiabatische Taper im sub-Mikrometer-Bereich hergestellt werden können. Bei der Herstellung steilerer Taper ändert sich die Transmission während des Ziehprozesses in charakteristischer Weise, so dass auf den aktuellen Taillendurchmesser geschlossen werden kann. Bei einem Taillendurchmesser von 270 nm ist die Transmission der Taper bei einer Wellenlänge von 1.55 m jedoch sehr klein und liefert keine Aussage mehr über den Durchmesser. Vermutlich ist es möglich, Taper mit noch dünneren Durchmessern herzustellen. Um den Herstellungsprozess für sub-m-Durchmesser zu überwachen, sollte eine niedrigere Lichtwellenlänge zur Transmissionsmessung eingesetzt werden. In dieser Arbeit werden außerdem grundlegende Überlegungen zur Dispersion von Tapern angestellt. Das Ergebnis ist, dass erst ab 1 m Taillendurchmesser wesentliche Änderungen gegenüber der ungetaperten Faser auftreten. Es bietet sich an, die Dispersion von Tapern mit dem im IPHT Jena vorhandenen interferometrischen Messplatz zu vermessen und die Überlegungen mit vektoriellen Rechnungen fortzusetzen. In diesem Zusammenhang kann auch die Weißlichterzeugung in Tapern untersucht werden. Ein vielversprechender Ansatz zur Herstellung von Sensoren ist, ein Faser-Bragg-Gitter in die Tapertaille einzuschreiben. Wenn dies gelingt, werden sehr sensible photonische Sensoren z. B. für die Biotechnologie zugänglich. In dieser Arbeit wurde das Profil des Taperübergangs so gewählt, dass es sich einfach herstellen lässt. Es sind vermutlich optimierte Profile möglich, die bei gleicher Transmission kürzer und schneller herstellbar sind. Für den Einsatz als Nahfeldsonde muss zusätzlich zur Transmission auch die mechanische Stabilität der Taper in Betracht gezogen werden.

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Kielhorn, Martin: Charakteresierung von Fasertapern. Jena 2008.

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