Modeling loss and backscattering in a photonic-bandgap fiber using strong perturbation

光学 材料科学 表面粗糙度 摄动(天文学) 光纤 光子晶体光纤 物理 纤维 分子物理学 折射率 表面光洁度 光子学 反向散射(电子邮件) 计算物理学 复合材料 电信 量子力学 计算机科学 无线
作者
Kiarash Zamani Aghaie,Michel J. F. Digonnet,Shanhui Fan
出处
期刊:Proceedings of SPIE 被引量:3
标识
DOI:10.1117/12.2006446
摘要

We use coupled-mode theory with strong perturbation to model the loss and backscattering coefficients of a commercial hollow-core fiber (NKT Photonics’ HC-1550-02 fiber) induced by the frozen-in longitudinal perturbations of the fiber cross section. Strong perturbation is used, for the first time to the best of our knowledge, because the large difference between the refractive indices of the two fiber materials (silica and air) makes conventional weak-perturbation less accurate. We first study the loss and backscattering using the mathematical description of conventional surface-capillary waves (SCWs). This model implicitly assumes that the mechanical waves on the core wall of a PBF have the same power spectral density (PSD) as the waves that develop on an infinitely thick cylindrical tube with the same diameter as the PBF core. The loss and backscattering coefficients predicted with this thick-wall SCW roughness are 0.5 dB/km and 1.1×10-10 mm-1, respectively. These values are more than one order of magnitude smaller than the measured values (20−30 dB/km and ~1.5×10-9 mm-1, respectively). This result suggests that the thick-wall SCW PSD is not representative of the roughness of our fiber. We found that this discrepancy occurs at least in part because the effect of the finite thickness of the silica membranes (only ~120 nm) is neglected. We present a new expression for the PSD that takes into account this finite thickness and demonstrates that the finite thickness substantially increases the roughness. The predicted loss and backscattering coefficients predicted with this thin-film SCW PSD are 30 dB/km and 1.3×10-9 mm-1, which are both close to the measured values. We also show that the thin-film SCW PSD accurately predicts the roughness PSD measured by others in a solid-core photonic-crystal fiber.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
vickylow发布了新的文献求助10
2秒前
瓜瓜瓜完成签到 ,获得积分10
2秒前
4秒前
lun完成签到 ,获得积分10
4秒前
ZZ发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
有的同志完成签到,获得积分10
5秒前
爆米花应助gooofy采纳,获得10
5秒前
CaiXiXi完成签到,获得积分10
5秒前
薤白完成签到 ,获得积分10
5秒前
小夭发布了新的文献求助30
6秒前
xiner完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
tangyuan发布了新的文献求助20
7秒前
jin发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
123456发布了新的文献求助10
7秒前
ChenNN完成签到,获得积分10
8秒前
sinkaphy发布了新的文献求助10
8秒前
123完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
9秒前
蓝天发布了新的文献求助10
9秒前
Menglong发布了新的文献求助10
10秒前
天冷了要加衣完成签到,获得积分10
10秒前
Song发布了新的文献求助10
10秒前
Murphy完成签到,获得积分10
11秒前
YYT1991完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
Qi完成签到 ,获得积分10
12秒前
qinchuanniu完成签到,获得积分10
13秒前
牛肉面完成签到,获得积分0
13秒前
Cleo发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
機能性マイクロ細孔・マイクロ流体デバイスを利用した放射性核種の 分離・溶解・凝集挙動に関する研究 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Engineering for calcareous sediments : proceedings of the International Conference on Calcareous Sediments, Perth 15-18 March 1988 / edited by R.J. Jewell, D.C. Andrews 1000
Wolffs Headache and Other Head Pain 9th Edition 1000
Continuing Syntax 1000
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6256344
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8078794
关于积分的说明 16876181
捐赠科研通 5329276
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2837260
邀请新用户注册赠送积分活动 1814451
关于科研通互助平台的介绍 1668792