Đặc tính tán sắc gần bằng không trong sợi tinh thể quang tử lõi hình hoa được thấm đầy CHCl3

Nguyễn Thị Thủy * , Phạm Việt Tuấn , Lê Trần Uyên Tú , Nguyễn Thị Oanh và Hoàng Trọng Đức

* Người chịu trách nhiệm về bài viết: (ntthuy@hueuni.edu.vn)

Article Sidebar

Full Text: PDF

Ngày nhận bài: 07-08-2023
Ngày nhận bài sửa: 28-08-2023
Ngày duyệt đăng: 05-10-2023
Ngày xuất bản: 20-04-2026
Title: The near-zero dispersion in CHCL3-infiltrated photonic crystal fibres with flower-core
Lượt xem
29
Downloads
16
Trích dẫn
Thuy, N. T., Tuan, P. V., Tu, L. T. U., Oanh, N. T., & Duc, H. T. (2026). Đặc tính tán sắc gần bằng không trong sợi tinh thể quang tử lõi hình hoa được thấm đầy CHCl3. Tạp chí Khoa học và Giáo dục, 66(02), 62-68. Truy vấn từ https://tckhgd.dhsphue.edu.vn/index.php/jse/article/view/108
Số tạp chí
Tập. 66 Số. 02 (2026): Tạp chí Khoa học và Giáo dục: Khoa học Tự nhiên - Công nghệ
Chuyên mục
Tạp chí Khoa học và Giáo dục: Khoa học Tự nhiên – Công nghệ

Abstract

In this paper, we present for the first time a new photonic crystal fiber with a flower-shaped hollow core of six smaller petals arranged in a circular fashion, infiltrated with chloroform. In addition, the air hole's size of the first layer is set to be smaller than that of the others in the cladding. This efficient design dramatically improves the dispersion properties of the fibers. Two near-zero ultra-flat dispersions with small fluctuations are obtained, values of ±0.996 ps/nm.km in the wavelength region of 1439 nm − 1698 nm, and ±1.159 ps/nm.km in the wavelength region of 569 nm − 1861 nm, respectively. These PCFs are new layers of fibers, replacing the previous glass-core fibers, suitable for small-power supercontinuum generation applications.
Keywords: Photonic crystal fibers, Chloroform, Near-zero dispersion, Supercontinuum generation

Tóm tắt

Trong bài báo này, chúng tôi lần đầu tiên đề xuất một cấu trúc sợi  tinh thể quang mới với lõi rỗng hình hoa gồm sáu cánh nhỏ được sắp xếp theo hình tròn và được thấm đầy chloroform. Bên cạnh đó, kích thước các lỗ khí ở lớp thứ nhất của lớp vỏ được thiết kế nhỏ hơn so với các lỗ khí ở những lớp còn lại. Thiết kế hiệu quả này giúp cải thiện đáng kể đặc tính tán sắc của sợi. Hai cấu hình tán sắc siêu phẳng gần bằng không với độ dao động rất nhỏ đã đạt được, lần lượt là ±0,996 ps/nm·km trong dải bước sóng từ 1439 nm đến 1698 nm và ±1,159 ps/nm·km trong dải bước sóng từ 569 nm đến 1861 nm. Các sợi tinh thể  quang tử này đại diện cho một thế hệ cấu trúc sợi mới, thay thế các sợi lõi thủy tinh truyền thống, phù hợp với các nguồn phát siêu liên tục công suất thấp.
Từ khóa: Sợi quang tinh thể, Chloroform, Tán sắc gần bằng không, Phát siêu liên tục

Article Details

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Tài liệu tham khảo

Agrawal, G. P. (2013). Nonlinear fiber optics (5th ed.). Academic Press. https://doi.org/10.1016/C2011-0-00045-5

Alam, M. Z., Tahmid, M. I., Mouna, S. T., Islam, M. A., & Alam, M. S. (2021). Design of a novel star type photonic crystal fiber for mid-infrared supercontinuum generation. Optics Communications, 500, 127322. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2021.127322

Aviado, D. M. (2017). Methyl chloroform and trichloroethylene in the environment (1st ed.). CRC Press. https://doi.org/10.1201/9781351074506

Chemnitz, M., Gaida, C., Gebhardt, M., Stutzki, F., Kobelke, J., Tünnermann, A., Limpert, J., & Schmidt, M. A. (2018). Carbon chloride-core fibers for soliton mediated supercontinuum generation. Optics Express, 26(3), 3221–3235. https://doi.org/10.1364/OE.26.003221

Chu, V. L., Hoang, V. T., Long, V. C., Borzycki, K., Xuan, K. D., Quoc, V. T., Trippenbach, M., Buczyński, R., & Pniewski, J. (2019). Optimization of optical properties of photonic crystal fibers infiltrated with chloroform for supercontinuum generation. Laser Physics, 29(7), 075107. https://doi.org/10.1088/1555-6611/ab2115

Cruz, F. C., Maser, D. L., Johnson, T., Ycas, G., Klose, A., Giorgetta, F. R., Coddington, I., & Diddams, S. A. (2015). Mid-infrared optical frequency combs based on difference frequency generation for molecular spectroscopy. Optics Express, 23(20), 26814–26824. https://doi.org/10.1364/OE.23.026814

Cui, Q., Chen, Z., Liu, Q., Zhang, Z., Luo, Q., & Fu, L. (2017). Visible continuum pulses based on enhanced dispersive wave generation for endogenous fluorescence imaging. Biomedical Optics Express, 8(9), 4026–4036. https://doi.org/10.1364/BOE.8.004026

Duc, H. T., & Thuy, N. T. (2023). An ultra-flattened chromatic dispersion in circular C6H6-infiltrated photonic crystal fibers. VNUHCM Journal of Science and Technology Development, 26(2), 1–13. https://doi.org/10.32508/stdj.v26i2.4074

Dudley, J. M., Genty, G., & Coen, S. (2006). Supercontinuum generation in photonic crystal fiber. Reviews of Modern Physics, 78, 1135–1184. https://doi.org/10.1103/RevModPhys.78.1135

Fortier, T., & Baumann, E. (2019). 20 years of developments in optical frequency comb technology and applications. Communications Physics, 2, Article 153. https://doi.org/10.1038/s42005-019-0249-y

Hoang, V. T., Kasztelanic, R., Anuszkiewicz, A., Stepniewski, G., Filipkowski, A., Ertman, S., Pysz, D., Wolinski, T., Xuan, K. D., Klimczak, M., & Buczynski, R. (2018). All-normal dispersion supercontinuum generation in photonic crystal fibers with large hollow cores infiltrated with toluene. Optical Materials Express, 8(11), 3568–3582. https://doi.org/10.1364/OME.8.003568

Hoang, V. T., Kasztelanic, R., Filipkowski, A., Stępniewski, G., Pysz, D., Klimczak, M., Ertman, S., Long, V. C., Woliński, T. R., Trippenbach, M., Xuan, K. D., Śmietana, M., & Buczyński, R. (2019). Supercontinuum generation in an all-normal dispersion large core photonic crystal fiber infiltrated with carbon tetrachloride. Optical Materials Express, 9(5), 2264–2278. https://doi.org/10.1364/OME.9.002264

Hoang, V. T., Kasztelanic, R., Stępniewski, G., Xuan, K. D., Long, V. C., Trippenbach, M., Klimczak, M., Buczyński, R., & Pniewski, J. (2020). Femtosecond supercontinuum generation around 1560 nm in hollow-core photonic crystal fibers filled with carbon tetrachloride. Applied Optics, 59(12), 3720–3725. https://doi.org/10.1364/AO.385003

Jia, J., Kang, Z., Huang, Q., & He, S. (2022). Mid-infrared highly efficient, broadband, and flattened dispersive wave generation via dual-coupled thin-film lithium-niobate-on-insulator waveguide. Applied Sciences, 12(18), 9130. https://doi.org/10.3390/app12189130

Kedenburg, S., Vieweg, M., Gissibl, T., & Giessen, H. (2012). Linear refractive index and absorption measurements of nonlinear optical liquids in the visible and near-infrared spectral region. Optical Materials Express, 2(11), 1588–1611. https://doi.org/10.1364/OME.2.001588

Kumar, P., Fiaboe, K. F., & Roy, J. S. (2020). Design of nonlinear photonic crystal fibers with ultra-flattened zero dispersion for supercontinuum generation. ETRI Journal, 42(2), 282–291. https://doi.org/10.4218/etrij.2019-0024

Le, H. V., Cao, V. L., Nguyen, H. T., Nguyen, A. M., Buczyński, R., & Kasztelanic, R. (2018). Application of ethanol infiltration for ultra-flattened normal dispersion in fused silica photonic crystal fibers. Laser Physics, 28, 115106. https://doi.org/10.1088/1555-6611/aad93a

Mahdiraji, G. A., Chow, D. M., Sandoghchi, S. R., Amirkhan, F., Dermosesian, E., Yeo, K. S., Kakaei, Z., Ghomeishi, M., Poh, S. Y., Gang, S. Y., & Adikan, F. R. M. (2014). Challenges and solutions in fabrication of silica-based photonic crystal fibers: An experimental study. Fiber and Integrated Optics, 33(1–2), 85–104. https://doi.org/10.1080/01468030.2013.879680

Maji, P. S., & Chaudhuri, P. R. (2014). Supercontinuum generation in ultra-flat near zero dispersion PCF with selective liquid infiltration. Optik, 125(20), 5986–5992. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2014.07.026

Saitoh, K., Florous, N. J., & Koshiba, M. (2006). Theoretical realization of holey fiber with flat chromatic dispersion and large mode area: An intriguing defected approach. Optics Letters, 31(1), 26–28. https://doi.org/10.1364/OL.31.000026

Stępniewski, G., Pniewski, J., Pysz, D., Cimek, J., Stępień, R., Klimczak, M., & Buczyński, R. (2018). Development of dispersion-optimized photonic crystal fibers based on heavy metal oxide glasses for broadband infrared supercontinuum generation with fiber lasers. Sensors, 18(12), 4127. https://doi.org/10.3390/s18124127

Tan, C. Z. (1998). Determination of refractive index of silica glass for infrared wavelengths by IR spectroscopy. Journal of Non-Crystalline Solids, 223(1–2), 158–163. https://doi.org/10.1016/S0022-3093(97)00438-9

Thi, T. N., & Van, L. C. (2023). Supercontinuum spectra above 2700 nm in circular lattice photonic crystal fiber infiltrated chloroform with the low peak power. Journal of Computational Electronics. https://doi.org/10.1007/s10825-023-02078-w

Thi, T. N., Trong, D. H., Tran, B. T. L., Van, T. D., & Van, L. C. (2022). Optimization of optical properties of toluene-core photonic crystal fibers with circle lattice for supercontinuum generation. Journal of Optics, 51, 678–688. https://doi.org/10.1007/s12596-021-00802-y

Thi, T. N., Trong, D. H., & Van, L. C. (2023a). Comparison of supercontinuum spectral widths in CCl4-core PCF with square and circular lattices in the claddings. Laser Physics, 33(5), 055102. https://doi.org/10.1088/1555-6611/acc240

Thi, T. N., Trong, D. H., & Van, L. C. (2023b). Supercontinuum generation in ultra-flattened near-zero dispersion PCF with C7H8 infiltration. Optical and Quantum Electronics, 55, 93. https://doi.org/10.1007/s11082-022-04351-x

Wang, C.-C., Li, W.-M., Li, N., & Wang, W.-Q. (2017). Numerical simulation of coherent visible-to-near-infrared supercontinuum generation in the CHCl3-filled photonic crystal fiber with 1.06 μm pump pulses. Optics & Laser Technology, 88, 215–221. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2016.09.020

Zhang, H., Chang, S., Yuan, J., & Huang, D. (2010). Supercontinuum generation in chloroform-filled photonic crystal fibers. Optik, 121(9), 783–787. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2008.09.026

Zhu, Z., & Brown, T. G. (2002). Full-vectorial finite-difference analysis of microstructured optical fibers. Optics Express, 10, 853–864. https://doi.org/10.1364/OE.10.000853