Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2023, № 9 · ELECTRODYNAMICS

Determination and calculation of transitional zone boundaries in planar w-fibers

S. Otrokhov1

1 Fryazino Branch of Kotelnikov IRE RAS, Friazino, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2023.9.5 UDC 621.372.8 EDN OZZQLJ

Abstract

The definition and numerical calculations of the boundaries of transition zones in planar W-fibers are given. In particular, a calculation was performed for a W-fiber with parameters that allow for a single-mode regime in a wide range of wavelengths (1.55µm ≤ λ ≤ 3µm). It is shown that the sizes of the considered transition zones at the cutoff frequencies of the main, first odd and second even modes significantly depend on the geometric and optical parameters of the W - fibers. These circumstances are important to consider in the selection of the parameters W-fibers in order to ensure that they have a stable single-mode or multimode operating condition, the necessary field concentration and effective filtering of the leaking modes.

  • planar five - layer W-fiber
  • dispersion relation
  • cutoff frequency
  • transition zone
  • interlayer refractive index
  • outer transverse wave number
  • Leaking modes
Аннотация (на русском)

Определение и расчет границ переходных зон в планарных w-световодах

Дано определение и приведены численные расчеты границ переходных зон в планарных W-световодах, в том числе с параметрами, позволяющими осуществить одномодовый режим в широком диапазоне длин волн (1.55 мкм ≤ λ ≤ 3 мкм). Показано, что размеры рассмотренных переходных зон на частотах отсечки основной, первой нечетной и второй четной мод существенно зависят от геометрических и оптических параметров W-световодов. Ширина зоны перехода существенно возрастает с увеличением длины волны излучения и уменьшением контрастности профиля показателя преломления W-световода. Указанные обстоятельства важно учитывать при подборе параметров W-световодов с тем, чтобы обеспечить в них устойчивый одномодовый или многомодовый режим, необходимую концентрацию поля и эффективную фильтрацию вытекающих мод.

For citation

Otrokhov S. Determination and calculation of transitional zone boundaries in planar w-fibers // Journal of Radio Electronics. – 2023. – No. 9. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.9.5

References

  1. Wadsworth W.J., Percival R.M., Bouwmans G., Knight J.C., Birks T.A., Hedley T.D., Russel P.St.J. Very high numerical aperture fibers. // IEEE, Photonics Technology Letters. 2004. Vol.16. № 3. P. 843-845.
  2. Отрохов С.Ю., Чаморовский Ю.К., Шатров А.Д. Вытекающие моды W-световодов с большой разностью в профиле показателя преломления. // Радиотехника и электроника, 2010. Т. 55. № 10. С. 1185-1192.
  3. Отрохов С.Ю., Чаморовский Ю.К., Шатров А.Д. Основные характеристики мод и контрастность профиля показателя преломления W-световода. // Радиотехника и электроника, 2012. Т. 57. № 8. С. 910-917.
  4. Отрохов С.Ю., Чаморовский Ю.К., Шатров А.Д. Характеристики мод планарных W-световодов с произвольной контрастностью профиля показателя преломления. // Оптический журнал, 2014. Т. 81. № 1. С. 59-65
  5. Отрохов С.Ю. Вытекающие моды и параметры планарных W-световодов. // Журнал радиоэлектроники: электронный журнал, 2018. № 8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2018.8.2
  6. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. Москва. Наука. 1987. 598 С.