Аналіз однорідності розподілу щільності потужності на виході багатомодового оптичного волокна
DOI:
https://doi.org/10.31649/1681-7893-2026-51-1-270-277Ключові слова:
волоконний світловод; модовий склад; міжмодовий обмін; вигин волокна; розподіл щільності потужності; лазерне випромінювання; модове перемішування; спекл-структура; оптичне волокноАнотація
Досліджено вплив радіуса вигину багатомодового волоконного світловода зі ступінчастим профілем показника заломлення на просторовий розподіл щільності потужності лазерного випромінювання на його виході. Для проведення експерименту розроблено термостабілізований лазерний модуль на основі трьох лазерних діодів з довжиною хвилі 1064 нм та систему введення випромінювання у багатомодове оптичне волокно типу 200/240/375 мкм. Дослідження проводилися для прямолінійного розташування волокна та при його вигині з діаметрами 30–70 мм. Встановлено, що вигин волоконного світловода спричиняє міжмодовий обмін енергією та зміну модового складу випромінювання, що проявляється у вирівнюванні просторового профілю інтенсивності. Показано, що оптимальний діаметр вигину для досліджуваного волокна становить 40–50 мм, за якого досягається компроміс між рівномірністю розподілу щільності потужності та збереженням вихідної потужності випромінювання. Виявлено, що кутові умови введення випромінювання та асиметрія торців волокна істотно впливають на форму вихідного профілю, однак вигин волокна знижує чутливість системи до цих факторів завдяки модовому перемішуванню.
Посилання
S. Kobayashi and O. Sugihara, “Transformation of the intensity profile for a step-index multimode fiber core,” IEICE Electronics Express, vol. 14, no. 11, Art. no. 20170375, 2017.
A. S. Andrushchak, Z. Yu. Gotra, O. S. Kushnir, Applied Electrodynamics of Information Systems: Textbook. Lviv, Ukraine: Lviv Polytechnic Publishing House, 2012, 304 p.
S. Savović, A. Simović, and A. Djordjevich, “Influence of width of launch beam distribution on equilibrium mode distribution in W-type glass optical fibers,” Optics & Laser Technology, vol. 48, pp. 565–569, 2013, doi: 10.1016/j.optlastec.2012.11.033.
D. Z. Anderson, M. A. Bolshtyansky, and B. Y. Zel'dovich, “Stabilization of the speckle pattern of a multimode fiber undergoing bending,” Optics Letters, vol. 21, no. 11, pp. 785–787, Jun. 1996, doi: 10.1364/OL.21.000785.
M. D. Gijón et al., “Experimental characterization of the speckle pattern at the output of a multimode optical fiber,” Optics Express, vol. 27, no. 20, p. 27737, 2019, doi: 10.1364/OE.27.027737.
Komarova Olga, Kholin Volodymyr, et al. "Physical modeling of output cascades and terminal devices of laser medical equipment with a rectangular cross-section of the output optical beam", Proc. SPIE 13400, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments 2024, 134000D (16 December 2024); https://doi.org/10.1117/12.3054916
Laser and health: monograph / A. V. Kipensky, L. Ya. Vasilyeva-Linetska, Vuytsik Valdemar [et al.]; general editor A. V. Kipensky; National Technical University "Kharkiv. Polytechnic Institute". – Kharkiv: City Printing House, 2024. – 387 p. : ill. - (Physical and Biomedical Electronics), https://repository.kpi.kharkov.ua/items/d6581393-a4e7-456c-af18-f15060c14c25 .
8. O. Komarova, "Thermal characteristics of powerful laser diodes and the efficiency of passive heat removal for medical laser systems", Opt-el. inf-energ. techn., vol. 50, vol. 2, p. 300–310, Jan 2026.
##submission.downloads##
-
PDF
Завантажень: 3
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
