Η μελέτη της φωτοευαισθησίας του πυριτιούχου γυαλιού (SiO2) υψηλής καθαρότητας και των μηχανισμών της, καθώς και εγγραφές φραγμάτων ανάκλασης Bragg (FBG) σε υψηλής διαφάνειας, βηματικού δείκτη διάθλασης αλλά και μικροδομημένες (MOF) οπτικές ίνες, χρησιμοποιώντας υπερβραχείς παλμούς υπεριώδους ακτινοβολίας, παρουσιάζονται σε αυτή τη διατριβή.
Η φωτοευαισθησία γυαλιού από καθαρό οξείδιο πυριτίου (SiO2) καθώς και υδρογονωμένου μελετάται εξετάζοντας τις καμπύλες εξέλιξης των μέσων και διαμορφωμένων αλλαγών δείκτη διάθλασης συναρτήσει της συσσωρευμένης ενεργειακής πυκνότητας, για εγγραφές FBG σε οπτικές ίνες με πυρήνα καθαρό SiO2 και επίστρωση που περιέχει φθόριο στις οποίες χρησιμοποιήθηκαν παλμοί 5ps, 500fs και 120fs στα 248nm. Ένα σημαντικό επίτευγμα αυτής της εργασίας ήταν η καταγραφή ισχυρού FBG (20dB) σε μη υδρογονωμένη οπτική ίνα καθαρού SiO2, με τη χρήση ενός συμβολόμετρου διπλών μασκών φάσης, προκειμένου να εφαρμοστούν παλμοί λέιζερ υψηλής έντασης στα 248nm. Τα αποτελέσματα θερμικής ανόπτησης εξετάζονται επίσης για την κατανόηση του ελλοχεύοντος μηχανισμού φωτοευαισθησίας.
Επιπλέον, η δυνατότητα εγγραφής FBG σε μικροδομημένες ίνες καθαρού SiO2 διερευνάται. Ασθενή FBGs (~1dB) καταγράφηκαν κατά την εργασία αυτή σε υδρογονωμένες και μη οπτικές ίνες και, οι διαφοροποιήσεις μεταξύ των εγγραφών αυτών και των προαναφερθεισών σε ίνες βηματικού δείκτη διάθλασης αναλύονται.
Τέλος, τα πρώτα, από ότι γνωρίζουμε, Τύπου IIA FBGs εγγράφηκαν σε μικροδομημένη οπτική ίνα κατά την εργασία αυτή. Τα ισχυρά FBGs καταγράφηκαν σε MOF με υψηλής περιεκτικότητας σε γερμάνιο (Ge) πυρήνα, χρησιμοποιώντας ακτινοβολία excimer λέιζερ 10ns στα 193nm. Αυτά τα FBGs διατηρούν το 50% της ισχύος τους σε θερμοκρασίες μέχρι και 700οC. Παρατηρήθηκε επίσης ανάκλαση σε υψηλότερους ρυθμούς κυματοδήγησης και με βάση αυτήν την παρατήρηση, η επικάλυψη των ρυθμών κυματοδήγησης με την τοπολογία της ίνας συζητείται.
(EL)
The photosensitivity mechanisms of the pristine silicate glass and the inscription of Fiber Bragg Gratings (FBGs) in highly transparent, step-index and microstructured optical fibers, using ultrafast, ultraviolet radiation, are presented in this thesis.
The photosensitivity of pure and hydrogenated silica is investigated by examining the evolution curves of average and modulated refractive index changes versus accumulated energy density, for Bragg grating inscriptions in fluorine depressed cladding, pure silica core optical fibers, using 248nm, 5ps, 500fs and 120fs laser radiation. An important achievement of this work was the recording of strong FBG (20dB) in pristine fiber, by employing a double phase mask interferometer in order to apply high intensity laser pulses at 248nm. Thermal annealing results are also examined for understanding of the underlying photosensitivity mechanism.
In addition, the possibility of inscribing Bragg gratings in high purity all-silica microstructured optical fiber is investigated. Weak Bragg gratings (~1dB) were recorded in both hydrogenated and pristine fibers and the differentiation between inscriptions in them and the aforementioned step index fibers are discussed.
Finally, the first as far as we know, Type IIA Bragg Gratings in microstructured optical fiber are reported in this work. Strong Bragg gratings were recorded in MOF with highly Ge-doped core using 10ns 193nm excimer laser radiation. These gratings maintain the 50% of their strength up to temperatures of 700οC. Higher order notches were also observed in the transmission spectrum and considering that, the overlap of the guiding modes with the topology of the fiber is discussed.
(EN)
University of Crete
