The objective of this thesis was to develop applications of monolithic fiber devices and actively controlled fibers. A special twin-core fiber known as a ‘Gemini’ fiber was used to construct equal arm-length fiber interferometers, impervious to temperature and mechanical perturbations. A broadband add/drop multiplexer was constructed by inscribing fiber Bragg gratings in the arms of a Gemini Mach-Zehnder interferometer. A broadband interferometric nanosecond switch was constructed from a micro-structured Gemini fiber with incorporated metal electrodes. Additionally, a Michelson fiber interferometer was built from an asymmetric twin-core fiber and used as a high-temperature sensor. While the device could be readily used to measure temperatures below 300 °C, an annealing process was required to extend the range up to 700 °C. The work included development, construction and evaluation of the components along with numerical simulations to estimate their behaviors and to understand the underlying processes. The thesis also explored the use of electrically controlled fibers for filtering in the microwave domain. An ultra-narrow phase-shifted fiber Bragg grating inscribed in a fiber with internal electrodes was used as a scanning filter to measure modulation frequencies applied to an optical carrier. A similar grating was used inside a dual-wavelength fiber laser cavity, to generated tunable microwave beat frequencies. The studied monolithic fiber interferometers and actively controlled fibers provide excellent building blocks in such varied field as in microwave photonics, telecommunications, sensors, and high-speed switching, and will allow for further applications in the future. / Syftet med denna avhandling var att utveckla tillämpningar av monolitiska fiber komponenter samt aktivt kontrollerbara fiber. En speciell tvillingkärnefiber, även kallad ’Geminifiber’ användes för att konstruera fiber interferometrar med identisk armlängd som ej påverkas av termiska och mekaniska variationer. En bredbanding utbytarmultiplexor konstruerades genom att skriva in fiber Bragg gitter inuti grenarna på en Gemini Mach-Zehnder interferometer. Geminifibrer med interna metallelektroder användes för att konstruera en bredbandig nanosekundsnabb interferometrisk fiberomkopplare. Därtill användes en tvillingkärnefiber som en hög-temperatursensor. Även om komponenten direkt kan användas upp till 300 °C, måste den värmebehandlas för att kunna användas upp till 700 °C. Arbetet har innefattat utveckling, konstruktion och utvärdering av komponenterna parallellt med numeriska simuleringar för att analysera deras beteenden samt få insikt om de underliggande fysikaliska processerna. Avhandlingen behandlar även tillämpningar av en elektriskt styrbar fiber för att filtrera radiofrekvenser. Ett ultrasmalt fasskiftat fiber Bragg gitter skrevs in i en fiber med interna elektroder och användes som ett svepande filter för att mäta modulationsfrekvensen på en optisk bärfrekvens. Ett liknande gitter användes inuti en laserkavitet för att generera två olika våglängder samtidigt. Dessa två våglängder användes sedan för att generera en svävningsfrekvens i mikrovågsbandet. De undersökta monolitiska fiberinterferometrarna och de aktivt styrbara fibrerna erbjuder en utmärkt byggsten inom så pass skiljda områden som Mikrovågsfotonik, Telekommunikation, Sensorer samt Höghastighets-omkopplare och bör kunna användas inom många olika tillämpningar i framtiden. / <p>QC 20130226</p>
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-118750 |
| Date | January 2013 |
| Creators | Rugeland, Patrik |
| Publisher | KTH, Laserfysik, Stockholm |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Doctoral thesis, comprehensive summary, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Trita-FYS, 0280-316X ; 2013:03 |
Page generated in 0.0021 seconds