Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

We develop and characterize a disordered polymer optical fiber that uses transverse Anderson localization as a novel waveguiding mechanism. The developed ...

University of Wisconsin-Milwaukee

We utilize transverse Anderson localization as the waveguiding mechanism in optical fibers with random transverse refractive index profiles. Using experiments and numerical simulations, we show that the transverse localization results in an effective propagating beam diameter that is comparable to that of a typical index-guiding optical fiber.

Observation of transverse Anderson localization in an optical fiber.

Nous utilisons la localisation d&#39;Anderson transversale comme m&eacute;canisme explique dans les fibres optiques avec profils al&eacute;atoires transversal indice de r&eacute;fraction. &Agrave; l&#39;aide d&#39;exp&eacute;riences et simulations num&eacute;riques, nous montrons que les r&eacute;sultats de localisation transversale dans un diam&egrave;tre de faisceau multiplication effectif comparable &agrave; celui d&#39;une fibre optique &agrave; guidage indice typique.

Observation de la localisation d&#39;Anderson transversale dans une fibre optique.

Utilizziamo la localizzazione di Anderson trasversale come meccanismo guidanti a fibre ottiche con profili trasversali casuale l&#39;indice di rifrazione. Noi che usando gli esperimenti e simulazioni numeriche, mostrano i risultati di localizzazione trasversale in un diametro del fascio di moltiplicazione effettiva che &egrave; paragonabile a quella di un tipico indice-guida in fibra ottica.

Osservazione della localizzazione di Anderson trasversa in una fibra ottica.

We recently reported the observation of transverse Anderson localization as the waveguiding mechanism in optical fibers with random transverse refractive index profiles [Opt. Lett. 37, 2304 (2012)]. Here, we explore the impact of the design parameters of the disordered fiber on the beam radius of the propagating transverse localized beam. We show that the optimum value of the fill-fraction of the disorder is 50% and a lower value results in a larger beam radius. We also explore the impact of the average size of the individual random features on the value of the localized beam radius and show how the boundary of the fiber can impact the observed localization radius. A larger refractive index contrast between the host medium and the disorder sites results in smaller value of the beam radius.

Detailed investigation of the impact of the fiber design parameters on the transverse Anderson localization of light in disordered optical fibers.

Nous avons r&eacute;cemment rapport&eacute; que l&#39;observation de la localisation d&#39;Anderson transversale comme m&eacute;canisme explique dans les fibres optiques avec profils d&#39;indice de r&eacute;fraction transversal al&eacute;atoire [opt. Lett. 37, 2304 (2012)]. Ici, nous explorer l&#39;impact des param&egrave;tres de conception, de la fibre d&eacute;sordonn&eacute;e sur le rayon de la poutre de la multiplication poutre transversale de localis&eacute;e. Nous montrons que la valeur optimale de la fraction de remplissage de la maladie est de 50 % et une valeur plus faible entra&icirc;ne un plus grand rayon de faisceau. Nous aussi d&#39;analyser l&#39;impact de la taille moyenne des caract&eacute;ristiques individuelles au hasard sur la valeur du rayon du faisceau localis&eacute; et montrent comment la limite de la fibre peut avoir des r&eacute;percussions du rayon de localisation observ&eacute;e. Indice de r&eacute;fraction plus grand contraste entre le milieu de l&#39;h&ocirc;te et les r&eacute;sultats de sites de trouble dans la plus petite valeur du rayon du faisceau.

&Eacute;tude d&eacute;taill&eacute;e de l&#39;impact des param&egrave;tres de conception du fibre sur la localisation d&#39;Anderson transversale de la lumi&egrave;re dans les fibres optiques d&eacute;sordonn&eacute;s.

Abbiamo recentemente segnalato l&#39;osservazione della localizzazione di Anderson trasversale come meccanismo guidanti a fibre ottiche con profili trasversali casuale l&#39;indice di rifrazione [opt. Lett. 37, 2304 (2012)]. Qui, esploriamo l&#39;impatto dei parametri di progettazione della fibra disordinato sul raggio raggio della moltiplicazione trave trasversa localizzata. Dimostriamo che il valore ottimo di riempimento-frazione del disturbo &egrave; del 50% e un valore inferiore si traduce in un pi&ugrave; grande raggio di fascio. Abbiamo anche esplorare l&#39;impatto della dimensione media delle singole caratteristiche casuali sul valore del raggio raggio localizzata e mostrare come il confine della fibra pu&ograve; influire il raggio di localizzazione osservati. Un contrasto maggiore indice di rifrazione tra il mezzo di host e i siti di disturbo si traduce in pi&ugrave; piccolo valore del raggio della trave.

Indagine dettagliata dell&#39;impatto dei parametri di progettazione di fibra sulla localizzazione di Anderson trasversa della luce nelle fibre ottiche disordinate.

We investigate the simultaneous propagation of multiple beams in a disordered Anderson localized optical fiber. The profiles of each beam fall off exponentially, enabling multiple channels at high-density. We examine the influence of fiber bends on the movement of the beam positions, which we refer to as drift. We investigate the extent of the drift of localized beams induced by macro-bending and show that it is possible to design Anderson localized optical fibers that can be used for practical beam-multiplexing applications.

Multiple-beam propagation in an Anderson localized optical fiber.

Nous &eacute;tudions la simultan&eacute;e propagation des faisceaux multiples dans un d&eacute;sordre Anderson localis&eacute;e &agrave; fibre optique. Les profils de chaque faisceau tombent exponentiellement, permettant &agrave; plusieurs canaux &agrave; haute densit&eacute;. Nous examinons l&#39;influence de plis de fibre sur le mouvement des positions faisceau, que nous d&eacute;signons comme la d&eacute;rive. Nous &eacute;tudions l&#39;ampleur de la d&eacute;rive des poutres localis&eacute;es induites par macro-flexion et montrent qu&#39;il est possible de concevoir Qu&#39;anderson localis&eacute;e des fibres optiques qui peuvent &ecirc;tre utilis&eacute;s pour des applications pratiques de faisceau-multiplexage.

Propagation des faisceaux multiples dans un Anderson localis&eacute;e &agrave; fibre optique.

Indaghiamo la simultanea propagazione di raggi multipli in un disordinato Anderson localizzato in fibra ottica. I profili di ciascun fascio di cadono in modo esponenziale, consentendo pi&ugrave; canali ad alta densit&agrave;. Esaminiamo l&#39;influenza della fibra curve sul movimento delle posizioni fascio, cui ci riferiamo come drift. Indaghiamo la misura della deriva dei fasci localizzate indotta dalla macro-piegatura e mostrano che &egrave; possibile progettare che Anderson localizzata con fibre ottiche che pu&ograve; essere utilizzate per applicazioni pratiche fascio-multiplexing.

Salman Karbasi

Department of Electrical Engineering and Computer Science

University of Wisconsin-Milwaukee

Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

Salman Karbasi

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University of Wisconsin-Milwaukee

Fabrication and Characterization of Disordered Polymer Optical Fibers for Transverse Anderson Localization of Light

Department of Electrical Engineering and Computer Science