Figure 1 : Présentation des différentes catégories de fibres à cristal photonique.
Fibres à guidage d'indice
Fibres à cristal photonique à large zone modale (série F-SM)
Les fibres à cristal photonique de la série F-SM sont des fibres à silice non dopée qui utilisent une disposition triangulaire de trous d'air pour former la gaine. Le contraste d'indice entre le cœur et la gaine, appelé Dn, étant uniquement déterminé par la géométrie des trous d'air, il est possible de fabriquer des fibres caractérisées par un Dn très petit et précis et ainsi d'obtenir des ouvertures numériques très réduites combinées à des zones modales très larges. En outre, ce type de fibre est monomode sur une très vaste plage de longueur d'onde, avec un diamètre de champ modal (MFD) constant. sur les longueurs d'onde courtes, ces fibres sont limitées par des pertes de macrocourbure, définissant une plage de longueur d'onde pratique pour les applications. Les fibres de série F-SM sont optimisées pour l'obtention d'un diamètre de champ modal le plus large possible, sans pertes de macrocourbure importantes sur les rayons de courbure typiques de plus de 16 cm. Voir les graphiques dans la section Caractéristiques techniques ci-dessous.
Applications
Les fibres à cristal photonique de la série F-SM s'utilisent généralement dans les applications exigeant une utilisation monomode, un débit haute puissance sans apparition d'effets non linéaires. De plus, elles constituent la solution idéale pour les applications où un guidage monomode sur une très large plage de longueur d'onde est nécessaire (par exemple, pour les capteurs, la spectroscopie, l'interférométrie et les moniteurs RVB).
Couplage et manipulation en espace libre
Le couplage de la lumière dans et hors d'une fibre F-SM est aussi simple qu'avec les fibres à optique dopée conventionnelles. Dans une configuration en espace libre, l'optique doit correspondre à l'ouverture numérique de la fibre et présenter une diffraction limitée pour un couplage à faible perte. Le diamètre de champ modal de ces fibres étant pratiquement constant, l'ouverture numérique est proportionnelle à la longueur d'onde, qui doit être prise en considération dans la conception des optiques de couplage pour une vaste plage de longueur d'onde. Cette série de fibres F-SM peut également être raccordée à des fibres conventionnelles (disponibles sur une base semi-personnalisée), ce qui simplifie considérablement leur intégration sur des systèmes ou instruments existants. Des connecteurs FC d'expansion de faisceau optionnels permettent d'améliorer encore davantage la capacité haute puissance de ces fibres.
Fibre à cristal photonique non linéaires (série F-NL)
Les fibres à cristal photonique non linéaires offrent un guidage d'indice élevé (voir figure 1) et intègrent un cœur de taille réduite leur permettant d'atteindre un coefficient non linéaire élevé. La zone de gainage microstructurée remplie d'air des fibres à cristal photonique confère à ce produit une multitude d'avantages que n'offre pas la technologie de fibre à saut d'indice conventionnelle. La différence d'indice élevé entre le cœur de silice et la microstructure remplie d'air favorise un confinement modal étroit qui résulte en une section effective réduite et, par conséquent, un coefficient non linéaire élevé. La zone remplie d'air génère également une dépendance étroite entre les caractéristiques de la fibre et la longueur d'onde et rend possible une vaste dispersion du guide d'onde avec ce type de fibre. La dispersion du guide d'onde peut être utilisée pour améliorer ou annuler la dispersion de matériau dans la fibre et sa souplesse, en termes de profil de dispersion, est par conséquent plus importante avec les fibres à cristal photonique qu'avec les fibres conventionnelles. La modification de la forme de la microstructure (tailles des trous, pas, structure à trous) influence considérablement la dispersion du guide d'onde. Ainsi, il est possible de fabriquer des fibres à longueur d'onde d'annulation de la dispersion dans la plage de longueur d'onde visible ou à microdispersion sur une vaste plage de longueurs d'onde. En choisissant de façon avisée le profil de dispersion adéquat, les fibres peuvent être adaptées de façon à simplifier différents processus non linéaires.
Les fibres non linéaires de la série F-NL Newport sont conçues avec des trous relativement petits pour permettre une utilisation monomode à la longueur d'onde d'exploitation. Cette approche présente de nombreux avantages par rapport aux fibres non linéaires multimodes munies de larges trous d'air. Tout d'abord, les fibres sont plus aisément joignables à d'autres fibres solides standard grâce à la fraction de faible remplissage d'air. Ensuite, les procédures d'alignement et de mise au point avec un couplage en espace libre est moins délicat dans la mesure où la lumière focalisée sur la gaine n'est pas couplée, contrairement aux fibres à fraction de remplissage d'air élevé, avec lesquelles la lumière peut être guidée vers des "îlots" de silices entre les larges trous. Enfin, un grand nombre d'applications exigent une utilisation monomode stricte.
Génération de Supercontinuum dans les fibres à cristal photonique
Pour faciliter la génération de supercontinuum, essayez le nouveau générateur de supercontinuum autonome de Newport, le SCG-800. Le SCG-800 est composé d’une fibre à cristal photonique non linéaire contenue dans un boîtier métallique robuste étanche de 25 mm. Il suffit de pomper le SCG-800 avec un laser femtoseconde de 800 nm pour profiter d’une émission de largeur d’octave sans les inconvénients liés à la manipulation des fibres et au clivage. Téléchargez la fiche technique du SCG-800 pour plus d’informations.
Fibres à guidage par air (série F-AIR)
L'une des caractéristiques passionnante de la technologie de fibre à cristal photonique est la possibilité de fabriquer des fibres qui guident la lumière dans un coeur (air) creux. Contrairement aux fibres de guidage d'indice traditionnelles (et à notre vaste gamme de fibres à cristal photonique à guidage d'indice), ces fibres offrent un guidage photonique par structure de bande interdite. La structure hautement périodique des trous d'air dans la gaine de ce type de fibre crée une bande interdite photonique. Cela signifie que la lumière des fréquences à l'intérieur de la bande photonique ne peut pas se propager dans la gaine et peut être confinée dans le cœur de la fibre. Contrairement aux fibres à guidage d'indice, il n'est pas nécessaire que l'indice de réfraction de la zone du cœur de la fibre soit supérieur à l'indice de la gaine. L'une des caractéristiques intrinsèques du guidage par bande interdite photonique est que la fibre ne guide la lumière qu'à l'intérieur d'une zone spectrale limitée. Pour les fibres dont le guidage est de 1 550 nm, la largeur de bande typique est de ~200nm. En dehors de cette zone, le cœur de la fibre n'assure pas le guidage. Un spectre de transmission typique est fourni ci-dessous à la figure 2.
Figure 2 : Spectre de transmission typique de fibre à guidage par air.
Les fibres à structure de bande interdite photonique (PBG) peuvent offrir des propriétés extrêmes de dispersion, telles que des valeurs de dispersion anormale équivalentes à des milliers de ps/nm/km. En raison d'une contribution négligeable du matériau du coeur (air), la dispersion totale des fibres à structure de bande interdite photonique est dominée par la dispersion du guide d'onde.
Kit de démarrage avec les fibres à cristal photonique (F-PCF-KIT)
Un kit de démarrage est disponible pour ceux qui souhaitent procéder à des expériences avec différents types de fibres à cristal photonique. Ce nouveau kit F-PCF-KIT-2 propose au total 22 mètres de nos 8 différentes fibres à cristal photonique.
Newport a pour mission de mettre à votre disposition les dernières technologies mises au point dans le nouveau et passionnant domaine des Fibres à cristal photonique. Pour obtenir la liste des nouveaux produits intégrés à notre gamme et les spécifications actualisées de ces produits, consultez la section Photonique accessible sur le site Web de Newport (www.newport.com).
Ouverture numérique, diamètre de champ modal et longueur d'onde de la fibre F-SM8
Atténuation et longueur d'onde de la fibre F-SM20
Ouverture numérique, diamètre de champ modal et longueur d'onde de la fibre F-SM20
Ouverture numérique, diamètre de champ modal vs. longueur d'onde de la fibre F-SM25
Atténuation et longueur d'onde de la fibre F-NL-PM-750
Dispersion et longueur d'onde de la fibre F-NL-PM-750
Caractéristiques techniques de la série F-SM
|
|
F-SM8
|
F-SM10
|
F-SM15
|
F-SM20
|
F-SM25
|
F-SM35
|
| Diamètre de la gaine (mm) |
125 ± 5 |
125 ± 5 |
230 ± 5 |
229,5 ± 5 |
285 ± 5 |
283 ± 5 |
| Diamètre du revêtement (mm) |
245 ± 10 |
248 ± 10 |
405 ± 10 |
340 ± 10 |
430 ± 10 |
426 ± 10 |
| Matériau du Revêtement de protection |
monocouche acrylate |
| Diamètre du cœur (mm) |
8,5 ± 0,3 |
11 ± 1 |
15 ± 0,5 |
20 ± 0,4 |
24,5 ± 0,4 |
35 ± 0,5 |
| Longueur d'onde minimale recommandée (nm) |
260 |
400 |
450 |
700 |
950 |
1450 |
| Longueur d'onde critique |
Aucune |
| Diamètre de champ modal (mm) |
6,0 ± 1,0 |
8,5 ± 1,0 |
11,5 ± 1,5 |
15,0 ± 1,5 |
18,5 ± 2,0 |
26,0 ± 2,5 |
| ON |
0,059 ± 0,01 @ 450 nm |
0,058 ± 0,006 @ 635 nm
0,071 ± 0,008 @ 780 nm
0,089 ± 0,01 @ 980 nm |
0,04 @ 532 nm
0,05 @ 780 nm |
0,041 ± 0,01 @ 780 nm
0,055 ± 0,01 @ 1064 nm |
0,041 ± 0,01 @ 980 nm
0,045 ± 0,01 @ 1064 nm |
0,046 ± 0,01 @ 1550 nm |
| Atténuation, Maximum (dB/km) |
<11 @ 635 nm(1) |
<25 @ 532 nm
<9 @ 700-1000 nm |
<0,03 dB/m @ 532 nm
<0,01 dB/m @ 780(2) |
<7 @ 780 nm(2) |
<10 @ 1064 nm(2) |
<10 @ 1550 nm(2) |
| Longueur d'onde d'annulation de dispersion (nm) |
1155 ± 15 |
1192 ± 15 |
1224 ± 10 |
1243 ± 10 |
1251 ± 10 |
1260 ± 10 |
| Perte d'épissure (dB) |
- |
<0,8(3)(4) |
<0,6(3)(4) |
<0,8(3)(4) |
- |
- |
(1) Mesurée avec un rayon de courbure de 8 cm
(2) Mesurée avec un rayon de courbure de 16 cm
(3) @ 1 550 nm
(4) en cas d'épissure à une fibre monomode standard (disponible sur une base personnalisée)
Caractéristiques techniques de la série F-SM à maintien de polarisation
|
|
F-SM5-PM
|
F-SM16-PM
|
F-SM20-PZ
|
| Diamètre de la gaine (mm) |
125 ± 3 |
230 ± 3 |
340 ± 5 |
| Diamètre du revêtement (mm) |
240 ± 10 |
330 ± 10 |
566 ± 10 |
| Diamètre du cœur (mm) |
4,9 ± 0,5 |
16,3 ± 0,5 |
19,7 ± 0,5 |
| Diamètre de champ modal (mm) |
4,2 ± 0,5 |
13,0 ± 1,0 |
15,5 ± 1,0 |
| ON @ 470 nm |
0,051 ± 0,01 |
0,051 ± 0,01 |
0,051 ± 0,01 |
| Atténuation, Maximum (dB/m) |
<0,03 @ 470 nm |
<0,02 dB/m @ 780 |
<15 dB/km @ 780 |
| Polarisation Taux d'extinction |
>30 dB(2) |
>28 dB(2) |
> 30 dB(2) |
(1) Valeur préliminaire, fibre de 10 m @ 650 nm
(2) Valeur préliminaire, fibre de 10 m @ 1 000 nm
Caractéristiques techniques de la série F-NL
|
|
F-NL-PM-750
|
F-NL-5/1040
|
| Diamètre de la gaine (mm) |
120 ± 5 |
125 ± 1 |
| Diamètre du cœur (mm) |
1,8 ± 0,3 |
4,9 ± 0,1 |
| Longueur d'onde d'annulation de dispersion (nm) |
750 ± 15
1260 ± 20 |
1040 ± 10 |
| Atténuation, Maximum (dB/km) |
<50 @ 800 nm |
<2,0 dB/km @ 1040 |
| Longueur d'onde critique (nm) |
<650 |
|
| Diamètre de champ modal (mm) |
1,6 ± 0,3(1) |
3,2 ± 0,1(3) |
| ON |
~0,38 ± 0,05 @ 780 nm |
|
| Coefficient non linéaire (Wkm)-1 |
95(1) |
10(2) |
| Biréfringence |
>3 x 10-4 (1) |
<4 x 10-6 (4) |
(1) @ 780 nm
(2) @ 1064 nm
(3) @ 980 nm
(4) @ 1550 nm
(5) en cas d'épissure à une fibre monomode standard (disponible sur une base personnalisée)
Caractéristiques techniques de la série F-AIR
|
|
F-AIR-6/800
|
F-AIR-10/1060
|
F-AIR-11/1550
|
F-AIR-20/1550
|
| Matériau |
Silice pure |
| Diamètre de la gaine (mm) |
122 ± 5 |
123 |
120 |
115 |
| Diamètre du revêtement (mm) |
243 ± 10 |
220 |
220 |
220 |
| Matériau du Revêtement de protection |
monocouche acrylate |
| Diamètre du cœur (mm) |
6 ± 1 |
9,7 |
10,9 |
20 ± 2 |
| O.N |
~0,17 @ 780 nm
~0,22 @ 830 nm |
- |
0,12 |
0,13 ± 0,03 |
| Atténuation (dB/m) |
<0,4 @ 760-800 nm |
<0,1 dB/m @ 1060 |
<0,1 dB/m @ 1550 |
<0,02 dB/m @ 1570 |
