Dispersion Characteristics of the LP11 Mode of a Step-Index Optical Fiber with Kerr Nonlinearity
Abstract
The work presents the derivation of analytical expressions for the dispersion characteristics of the LP11 mode of a step-index optical fiber with a Kerr nonlinearity for propagation conditions of this mode. The solution was obtained by using the Gauss approximation method. The estimates of the dependences from the optical intensity in the fiber of the propagation time and the chromatic dispersion of the first and second orders of the LP11 mode of a step-index optical fiber with a Kerr nonlinearity are presented.
About the Authors
A. Bourdine
Povolzhskiy State University of Telecommunication & Informatics
Russian Federation
Russian Federation
V. Burdin
Povolzhskiy State University of Telecommunication & Informatics
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Debord B., Alharbi M., Vincetti L., Husakou A., Fourcade-Dutin C., Hoenninger C., Mottay E, Gérôme F., Benabid F. Multi-Meter Fiber-Delivery and Pulse Self-Compression of Milli-Joule Femtosecond Laser and Fiber-Aided Laser-Micromachining // Optics Express. 2014. Vol. 22. Iss. 9. PP. 10735–10746.
2. Pouysegur J., Guichard F., Weichelt B., Delaigue M., Zaouter Y., Hönninger C., Mottay E., Georges P., Druon F. Single-Stage Yb:YAG Booster Amplier Producing 2.3 mJ, 520 fs Pulses at 10 kHz // Proc. Advanced Solid State Lasers. 2015.
3. Debord B., Gérôme F., Paul P.-M., Husakou A., Benabid F. 2.6 mJ Energy and 81 GW Peak Power Femtosecond Laserpulse Delivery and Spectral Broadening in Inhibited Coupling Kagome Fiber // CLEO. 2015.
4. Крюков П.Г. Фемтосекундные импульсы. Введение в новую область лазерной физики. М.: Физматлит, 2008. 208 с.
5. Stingl A. Femtosecond future // Nature Photonics. 2010. No. 4. Iss. 158.
6. Sibbett W., Lagatsky A.A., Brown C.T.A. The Development and Application of Femtosecond Laser Systems // Optics Express. 2012. Vol. 20. Iss. 7. PP. 6989–7001.
7. Snyder A.W. Understanding Monomode Optical Fibres // Proceedings of IEEE. 1981. Vol. 69. Iss. 1. PP. 6–13.
8. Love J.D. and Hussey C.D. Variational Approximations for Higher-Order Modes of Weakly-Guiding Fibers // Optical and Quantum Electronics. 1984. Vol. 16. Iss. 1. PP. 41–48.
9. Снайдер А., Лав Дж. Теория диэлектрических волноводов. М.: Радио и связь, 1987. 656 с.
10. Бурдин В.А., Бурдин А.В. Решение для произвольной направляемой моды круглого оптического волокна на основе метода приближения Гаусса // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2011. Т. 14. № 2. С. 65–72.
11. Burdin V.A., Bourdine A.V. Dispersion Characteristics of Step Index Single Mode Optical Fiber with Kerr Nonlinearity // SPIE Proceedings. 2017. Vol. 10342.
12. Кульчин Ю.Н., Змеу С.Б., Субботин Е.П., Никитин А.И. Волоконные лазеры // Вестник ДВО РАН. 2015. № 3. С. 67–78.
13. Бурдин В.А., Бурдин А.В., Дмитриев Е.В. Необходимые условия нелинейного возбуждения моды высшего порядка в одномодовом оптическом волокне // Оптика и спектроскопия. 2017. Т. 123. № 2. С. 181–188.
14. Ding Y., et al. On-Chip Two-Mode Division Multiplexing Using Tapered Directional Coupler-Based Mode Multiplexer and Demultiplexer // Optics Express. 2013. Vol. 21. Iss. 8. PP. 10376–10382.
15. Birks T.A., Gris-Sánchez I., Yerolatsitis S., Leon-Saval S.G., Thomson R.R. The Photonic Lantern // Advances in Optics and Photonics. 2015. Vol. 7. PP. 107–167.
16. Berdague S., Facq P. Mode Division Multiplexing in Optical Fibers // Applied Optics. 1982. Vol. 21. Iss. 11. PP. 1950–1955.
17. Карпеев С.В., Павельев В.С., Дюпарре М., Людге Б., Шротер З. Возбуждение мод ступенчатого волновода с помощью бинарных фазовых ДОЭ // Компьютерная оптика. 2002. Вып. 24. С. 99–101.
18. Сойфер В.А. и др., Дифракционная компьютерная оптика. М.: Физматлит, 2007. 736 с.
19. Агравал Г. Нелинейная волоконная оптика. М.: Мир, 1996. 328 с.
20. Petermann K. Fundamental Mode Microbending Loss in Graded-Index and W Fibres // Optical and Quantum Electronics. 1977. Vol. 9. PP. 167–175.
21. Градштейн И., Рыжик И. Таблицы интегралов. М.: Физматгиз, 1962. 1100 с.
22. Okamoto K. Fundamentals of optical waveguides. San Diego: Academic Press, 2000.
23. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. М.: Наука, 1977. 228 с.
24. Абрамовиц М., Стиган И. Справочник по специальным функциям. М.: Наука, 1979. 830 с.
25. Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линий связи. М.: ЛЕСАР арт, 2003. 288 с.
Review
For citations:
Bourdine A., Burdin V. Dispersion Characteristics of the LP11 Mode of a Step-Index Optical Fiber with Kerr Nonlinearity. Proceedings of Telecommunication Universities. 2017;3(4):16-20. (In Russ.)
Views:
347
Email this article 