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http://inaoe.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1009/753| Photonic devices based on specialty fibers | |
| DANIEL LOPEZ CORTES | |
| DANIEL ALBERTO MAY ARRIOJA JOSE JAVIER SANCHEZ MONDRAGON | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución-NoComercial-SinDerivadas | |
| Fibre optic sensors Optical fibers Optical switches | |
| The photonics technology is arising and making great strides. The expectation is that photonic devices will partially replace existing semiconductor devices. The remarkable characteristics of photonic devices create an additional dimension like enlarged bandwidth, energy saving and larger communication distances. Moreover, photonic devices are less sensitive to interference and have unique physical characteristics. And recently, the manufacturing of photonic devices in fibers with special geometries and properties, open a wide variety of applications.
In this thesis we use specialty optical fibers (SOF), also called micro structured optical fibers (MOF), to manufacture an all-fiber photonic device based on the electro-optical Kerr effect. The combination of microfluidics and the techniques to provide internal electrodes inside the fiber were employed to manufacture a Kerr cell into a fiber, where the whole device is completely spliced. The active element is a three-hole fiber with internal electrodes in the side-holes and a liquid core of nitrobenzene, which is fully enclosed. In this way we can exploit electrically driven liquid-core fibers and demonstrate the removal of the major limitations of Kerr cells in the past, allowing for complete in-line fiber integration, safe use, and relatively low switching voltage.
Complementary a temperature sensor was developed using the multimode interference (MMI) effect in multimode fiber (MMF). In this case the key component is a special MMF without core (No-Core fiber) spliced to a single mode fiber (SMF) to form the MMI device. For this application the MMI device is placed in a glass tube filled partially with ethylene-glycol. As the temperature increases the level of the glycol is increased, and since the fiber does not have a clad, the liquid around the fiber will modify the MMI spectral response. Using this approach a sensitivity of 0.4421 nm/°C is achieved, and the sensor allows for great flexibility regarding sensitivity and temperature range. La tecnología fotónica está emergiendo y creciendo a pasos agigantados. En un futuro no muy lejano se espera que los dispositivos fotónicos sustituyan gran parte de los dispositivos semiconductores que se usan hoy en día. Se han creado nuevas expectativas con las magníficas características de los dispositivos fotónicos, como el amplio ancho de banda que poseen, el ahorro de energía y la capacidad para transmitir información a distancias muy largas. Además de que son menos sensitivos a la interferencia y tienen características físicas únicas. Y recientemente, la fabricación de dispositivos fotónicos en fibra óptica con propiedades y geometrías especiales, abren la posibilidad para una gran variedad de aplicaciones. En el presente trabajo de tesis se usan fibras especiales, también llamadas fibras ópticas micro estructuradas (FOM), para fabricar un dispositivo fotónico completamente en fibra, basado en el efecto Kerr electo-óptico. El uso de micro fluidos junto con la técnica de inserción de electrodos dentro de la fibra misma, nos permitió la fabricación de una celda Kerr en la fibra óptica, donde todo el dispositivo está completamente empalmado. El elemento activo es una fibra con tres huecos, la cual contiene los electrodos en los huecos fuera de eje y un núcleo líquido con nitrobenceno, el cual está completamente encerrado dentro de la fibra. De esta forma se pueden explotar las características de una fibra con núcleo líquido manipulada eléctricamente y mostrar que es posible eliminar las limitaciones que se tenían en el pasado en la celda Kerr, permitiendo por completo la integración de ésta en fibra, con uso seguro y un bajo voltaje relativo. Complementariamente un sensor de temperatura fue desarrollado usando el efecto de interferencia multimodal (MMI) en fibras multimodales (MMF). En este paso el componente principal es una fibra multimodo especial que no contiene núcleo, empalmada a una fibra monomodo para formar el dispositivo MMI. Para esta aplicación, El dispositivo MMI es colocado en un tubo de vidrio parcialmente lleno de etileno de glicol. Conforme la temperatura se va incrementando el nivel del glicol aumenta y debido a que la fibra no tiene revestimiento, el líquido alrededor de la fibra modificara la respuesta espectral del MMI. Usando esta aproximación, una sensibilidad de 0.4421 nm/°C es obtenida y el sensor permite una gran flexibilidad respecto a la sensibilidad y el rango de temperatura. | |
| Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica | |
| 2012-10 | |
| Tesis de doctorado | |
| Inglés | |
| Estudiantes Investigadores Público en general | |
| Lopez-Cortes D. | |
| ÓPTICA | |
| Versión aceptada | |
| acceptedVersion - Versión aceptada | |
| Aparece en las colecciones: | Doctorado en Óptica |
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