Soft-Glass Photonic Crystal Fibers

Photonische Kristallfaser (PCFs) und mikrostrukturierte optische Faser (MOF), die aus "soft-glass" (z.B. Schwermetalloxid, Fluorid oder Chalkogenid) hergestellt werden, haben wegen der ausgedehnten Ultraviolett- (UV) und mittleren Infrarot- (mittleres IR) Transmissionsbereichen, der höheren Kerr-Nichtlinearitäten, der Brechungsindizes und der erhöhten Löslichkeit von seltenen Erden viel Interesse geweckt. Obwohl solche Fasern als neuartige Wellenleiter sehr vielversprechend sind, beispielsweise mit der Anwendungen zur Erfassung und Superkontinuumserzeugung von ultraviolettem bis mittlerem Infrarot, bleibt ihre Herstellung jedoch aufgrund der viel schnelleren Änderungen der Viskosität mit der Temperatur, sowie der Entglasung während der Herstellung und der wiederholten Aufheizschritte, die für das „Stack-and-Draw" -Verfahren erforderlich sind, eine erhebliche Herausforderung. Das „Stack-and-Draw“-Verfahren, welches die am meisten entwickelte Herstellungstechnik für solche Fasern ist, bietet eine große Flexibilität zum Ziehen sowohl Vollkern- als auch Hohlkernfasern, nicht nur von Quarzglas, sondern auch vielen Soft-Gläser. Aus gestapelten Vorformern, sogenannte „Preforms“, können jedoch nicht alle Nanostrukturen gezogen werden, beispielsweise multiple Glas-Nano-Membranen oder Nano-Spikes. Darüber hinaus ist es bei der Arbeit mit soft-glass, von denen viele thermisch instabil sind, wichtig, die Anzahl und Dauer der Wiedererwärmungsschritte zu minimieren, um das Risiko einer Glaskristallisation zu vermeiden.

Fortschrittliche Faserziehtechniken wurden in den letzten Jahren entwickelt, Beispiele sind der 3D-Druck von komplexen Extrusionsdüsen, fortgeschrittene differentielle Ätzverfahren, Techniken zur Herstellung von verdrillten Fasern oder Polymer/ Glas-Hybridstrukturen. Mit diesen neuen Techniken können wir neuartige Soft-Glas-Faserstrukturen für eine Vielzahl von Anwendungen, wie für opto-mechanische Bauelemente, der Bildgebung durch Multimodefasern, der Photochemie und nichtlinearen Wellenlängenumwandlung erzeugen.

 

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