Моделирование структуры фотонно-кристаллических световодов для среднего ИК диапазона спектра от 2 до 50 мкм

Аннотация

Цель работы — упрощение технологии производства фотонно-кристаллических световодов для среднего инфракрасного диапазона за счет моделирования их структуры и оценки оптических свойств световодов перед этапом их изготовления. В работе выполнено компьютерное моделирование фотонно-кристаллических световодов различной структуры. По результатам моделирования определены зависимости модовой дисперсии от разности показателей преломления элементов структуры световода, размеров включений, межвставочного расстояния. По полученным зависимостям определены геометрические и оптические параметры для создания одномодового фотонно-кристаллического световода с увеличенным полем моды. Проведено исследование нелинейных свойств фотонно-кристаллических световодов с гексагональной и октагональной структурой кольцевых вставок. Выполнен анализ результатов моделирования по степени заполнения волокна, а именно по количеству колец вставок и величине пропускаемой энергии. Проведены эксперименты по практическому применению однослойных световодов для инфракрасной термографии. Разработан инфракрасный волоконно-оптический датчик на основе ИК-спектроскопии для определения количества влаги в трансформаторном масле. Получены фотонно-кристаллические световоды для космических исследований, ядерной энергетики и медицинских лазеров.