हाल ही में, हांग्जो ऑप्टिकल प्रिसिजन मशीनरी इंस्टीट्यूट (एचपीएमआई) में रसेल एडवांस्ड लाइटवेव रिसर्च सेंटर ने वुहान यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी (डब्ल्यूयूटी) और निंगबो आइफैब ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स टेक्नोलॉजी कंपनी लिमिटेड के साथ मिलकर अल्ट्रा-हाई सिंगल-मोड प्योरिटी हॉलो-कोर एंटी-रेजोनेंस माइक्रोस्ट्रक्चर्ड ऑप्टिकल फाइबर में एक बड़ी सफलता हासिल की है। टीम ने एक गैर-समान-पिच केशिका वितरण और एक डबल-क्लैडिंग संरचना के साथ एक खोखले-कोर, एंटी-रेजोनेंस माइक्रोस्ट्रक्चर्ड फाइबर को डिजाइन और निर्मित किया, और प्रदर्शित किया कि 1585 एनएम के पास फाइबर का उच्च-क्रम मोड दमन रिपोर्ट किए गए खोखले-कोर फाइबर की तुलना में लगभग एक से दो ऑर्डर अधिक है।
खोखला-कोर एंटी-रेज़ोनेंट माइक्रोस्ट्रक्चर्ड फाइबर एक नए प्रकार का माइक्रोस्ट्रक्चर्ड फाइबर वेवगाइड है जो कम अपवर्तक सूचकांक वाले वायु छिद्रों द्वारा निर्देशित होता है, जिसमें व्यापक वर्णक्रमीय प्रकाश मार्गदर्शन, कम फैलाव, कम गैर-रैखिकता, बड़े मोड-फ़ील्ड क्षेत्र और उच्च लेजर क्षति सीमा के फायदे हैं, और यह शोधकर्ताओं का ध्यान आकर्षित कर रहा है क्योंकि यह लेजर ट्रांसमिशन, फाइबर ऑप्टिक संचार, फाइबर ऑप्टिक सेंसिंग और नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स के क्षेत्र में अनुसंधान के लिए एक उत्कृष्ट ट्रांसमिशन प्लेटफ़ॉर्म प्रदान करता है। एक ओर, उच्च-प्रदर्शन फाइबर सेंसिंग, फाइबर ऑप्टिक संचार और लेजर ऊर्जा संचरण के बुद्धिमान प्रसंस्करण जैसे व्यावहारिक अनुप्रयोगों में खोखले-कोर फाइबर के लिए अच्छी एकल-मोड विशेषताएँ महत्वपूर्ण हैं। ऑप्टिकल फाइबर की एकल-मोड विशेषताओं का अनुकूलन अक्सर कोर में उच्च-क्रम मोड प्राप्त करने के लिए फाइबर संरचना आकार के डिजाइन और चरण मिलान की स्थिति प्राप्त करने के लिए क्लैडिंग मोड के माध्यम से प्राप्त किया जाता है, उच्च-क्रम मोड के नुकसान को बढ़ाता है और एक विशेष कोर मोड को फ़िल्टर करता है। हालाँकि, इस प्रकार का समाधान कोर में अन्य उच्च-क्रम मोड को प्रभावी ढंग से फ़िल्टर नहीं करता है, और अवशिष्ट उच्च-क्रम मोड अभी भी इंटरमॉडल हस्तक्षेप या प्रेषित संकेतों के क्रॉसटॉक के कारण आउटपुट पावर उतार-चढ़ाव जैसी समस्याएं पैदा कर सकते हैं, खासकर छोटे ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करने वाले अनुप्रयोगों के मामले में।
इन मुद्दों को संबोधित करने के लिए, रसेल की टीम ने उच्च-क्रम मोड फ़िल्टरिंग के लिए एक अलग दृष्टिकोण की खोज की, सबसे पहले, उच्च-क्रम मोड के रिसाव को बढ़ाने के लिए एक समान छेद रिक्ति के साथ एक खाली-कोर, एंटी-रेज़ोनेंट फोटोनिक क्रिस्टल फाइबर की क्लैडिंग केशिकाओं के बीच एक बड़ा छेद अंतराल पेश करके, और दूसरा, फाइबर की दूसरी एंटी-रेज़ोनेंट क्लैडिंग परत का निर्माण करने के लिए पहले क्लैडिंग के बाहर आवरण के बाहर एक उपयुक्त वायु परत पेश करके, जैसा कि नीचे चित्र 1 ए में दिखाया गया है। विभिन्न मोड के प्रभावी अनुप्रस्थ तरंगदैर्ध्य में अंतर के कारण, यह संरचना विशिष्ट तरंगदैर्ध्य पर उच्च-क्रम मोड हानि को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है और मूल मोड की हानि को अपेक्षाकृत कम रखती है। टीम ने प्रयोगात्मक रूप से एक डबल-क्लैडिंग खोखले-कोर एंटी-रेज़ोनेंट फाइबर (चित्र 1 बी) तैयार करने में सफलता प्राप्त की, जो ~ 1 माइक्रोन से ऊपर लंबे तरंगदैर्ध्य अंतराल में घने अनुनाद चोटियों का निर्माण करती है, जो अल्ट्रा-हाई सिंगल-मोड शुद्धता के साथ लेजर संचरण के लिए एक बहुस्तरीय खिड़की प्रदान करती है, जैसा कि चित्र 1 सी में दिखाया गया है। इसके अलावा, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है, यह प्रयोगात्मक रूप से सत्यापित किया गया है कि 1585 एनएम के पास इस डबल-क्लैड खोखले-कोर एंटी-रेज़ोनेंट फोटोनिक क्रिस्टल फाइबर का कोर एलपी 11 उच्च-क्रम मोड अस्वीकृति अनुपात 60 डीबी / किमी जितना अधिक है, जो अनुकूलित सिंगल-मोड शुद्धता वाले रिपोर्ट किए गए फाइबर की तुलना में लगभग एक से दो ऑर्डर अधिक है। इसके अलावा, यह अध्ययन भरने वाले गैस के दबाव की भिन्नता के साथ इस खोखले-कोर एंटी-रेज़ोनेंट फाइबर के उच्च सिंगल-मोड शुद्धता संचरण अंतराल की लचीली ट्यूनेबिलिटी को सत्यापित करता है, जो उच्च शुद्धता वाले सिंगल-मोड के लिए उपलब्ध तरंग दैर्ध्य अंतराल को प्रभावी रूप से विस्तारित करता है।
संबंधित शोध परिणाम "डबल-क्लैड सिंगल-रिंग हॉलो-कोर फोटोनिक क्रिस्टल फाइबर में एन्हांस्ड मोडल फ़िल्टरिंग द्वारा अल्ट्राहाई ट्रांसवर्स मोड प्योरिटी" पत्रिका में प्रकाशित हुए हैं। शोध परिणाम लेजर और फोटोनिक्स समीक्षा में प्रकाशित हुए थे, जो लेजर और फोटोनिक्स का एक शीर्ष जर्नल है। वुहान यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्नोलॉजी और शंघाई इंस्टीट्यूट ऑफ ऑप्टिकल मशीनरी (एसआईओएम) के संयुक्त पीएचडी छात्र डॉ झूओझाओ लुओ इसके प्रथम लेखक थे, और रसेल सेंटर के एसोसिएट शोधकर्ता जियापेंग हुआंग, शोधकर्ता शिन जियांग और शोधकर्ता मियां पांग एसआईओएम के पीएचडी छात्र डॉ रुओचेन यिन और निंग्बो ऐफिबो ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स टेक्नोलॉजी कंपनी के डॉ यू झेंग के साथ सह-संवाददाता लेखक थे। इस शोध कार्य की देखरेख चीनी अकादमी ऑफ साइंसेज के विदेशी शिक्षाविद् प्रोफेसर फिलिप रसेल ने की, और इसे शंघाई विज्ञान और प्रौद्योगिकी नवाचार कार्य योजना (21ZR1482700), चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (62275254), झांगजियांग प्रयोगशाला निर्माण और संचालन कार्यक्रम (20DZ2210300), राष्ट्रीय उच्च स्तरीय प्रतिभा युवा कार्यक्रम और फूयांग उच्च स्तरीय प्रतिभा कार्यक्रम द्वारा समर्थित किया गया।
चित्र 1 (ए) सैद्धांतिक डिजाइन, (बी) स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, और (सी) डबल-क्लैड खोखले-कोर एंटी-रेज़ोनेंट फोटोनिक क्रिस्टल फाइबर का ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रम परीक्षण पैटर्न
चित्र 2 (क) मोड-चयनात्मक उत्तेजना से प्राप्त एलपी01 और एलपी11 मोड निकट-क्षेत्र मानचित्र, (ख) एलपी01 और एलपी11 मोड हानि परिणाम, (ग) उच्च-क्रम मोड दमन अनुपात एफओएम वक्र, (घ) 1-25 बार से नाइट्रोजन भरने वाले डबल-क्लैडिंग खोखले-कोर एंटी-रेज़ोनेंट फोटोनिक क्रिस्टल फाइबर के लिए अधिकतम एफओएम11 मूल्यों (बाएं अक्ष) और उच्च एफओएम11 मूल्य अंतराल (दाएं अक्ष) के केंद्र तरंगदैर्ध्य, (ई) 1 बार, 10 बार और 20 बार के गैस दबाव मूल्यों पर मापा एफओएम वक्र पर केंद्र तरंगदैर्ध्य
