الألياف البلورية الفوتونية هي نوع جديد من الألياف البصرية, مصنوعة من مادة واحدة و تحتوي ثقوباً هوائية في الغلاف, تجري في هذا البحث دراسة و مقارنة الخصائص البصرية, مثل المساحة الفعالة و خسارة الحصر و اللاخطية, بين ثلاث بنى مختلفة لليف البلوري الفوتوني (البنية السداسية و البنية الثمانية و البنية العشارية) و ببارامترات بنيوية مختلفة (عدد حلقات الثقوب الهوائية و قطر الثقب الهوائي و ثابت الشبكية)، و ذلك بهدف استخدام هذا الليف في مضخمات رامان البصرية, تمت نمذجة هذه البنى بالاستعانة ببرنامج
(COMSOL MULTIPHYSICS), الذي يعتمد في الحل على طريقة العناصر المنتهية.
تبين من نتائج المحاكاة الرقمية أن الليف البلوري الفوتوني ذي البنية العشارية يؤمن اخفض خسارة للحصر و اصغر مساحة فعالة بالإضافة إلى أعلى معامل لاخطية و ذلك بالمقارنة مع البنيتين الأخريين، و هذا يؤهله لأغلب تطبيقات شبكات الاتصالات البصرية بعيدة المسافة .
A Photonic Crystal Fiber (PCF) is a special class of optical fibers which is made of a single material
and having air holes in the cladding. This paper studies and compares the optical characteristics such as
effective area, confinement loss and nonlinearity, among three different PCF's structures: Hexagonal PCF (HPCF),
Octagonal PCF (O-PCF) and Decagonal PCF (D-PCF) with varied structural parameters (number of
the air-holes rings, the air-hole's diameter, and the lattice constant), and the target is to use the fiber in a
Raman amplifier. Proposed structures are simulated by using COMSOL MULTIPHYSICS which depends on
Finite Element Method (FEM).
The numerically simulated results shows that Decagonal PCF (D-PCF) offers lower confinement loss,
lower effective area, and larger value of nonlinearity than the other two structures. It is seen that Decagonal
PCF(D-PCF) is suitable for long transmission fiber applications.
Artificial intelligence review:
Research summary
تتناول هذه الورقة البحثية تصميم الألياف البلورية الفوتونية (PCF) ذات اللاخطية العالية وخسارة الحصر المنخفضة جدًا. الألياف البلورية الفوتونية هي نوع خاص من الألياف البصرية المصنوعة من مادة واحدة وتحتوي على ثقوب هوائية في الغلاف. تم في هذا البحث دراسة ومقارنة الخصائص البصرية مثل المساحة الفعالة، وخسارة الحصر، واللاخطية بين ثلاث بنى مختلفة للألياف البلورية الفوتونية: البنية السداسية، والبنية الثمانية، والبنية العشارية، مع تغيير البارامترات البنيوية مثل عدد حلقات الثقوب الهوائية وقطر الثقب الهوائي وثابت الشبكية. الهدف من هذه الدراسة هو استخدام هذه الألياف في مضخمات رامان البصرية. تم نمذجة هذه البنى باستخدام برنامج COMSOL MULTIPHYSICS الذي يعتمد على طريقة العناصر المنتهية (FEM). أظهرت نتائج المحاكاة الرقمية أن الليف البلوري الفوتوني ذو البنية العشارية يوفر أقل خسارة للحصر وأصغر مساحة فعالة بالإضافة إلى أعلى معامل لاخطية مقارنة بالبنيتين الأخريين، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات شبكات الاتصالات البصرية بعيدة المدى.
Critical review
دراسة نقدية: تعتبر هذه الورقة البحثية مهمة في مجال تطوير الألياف البصرية، حيث تقدم حلولًا مبتكرة لتقليل خسارة الحصر وزيادة اللاخطية، مما يعزز من كفاءة الاتصالات البصرية بعيدة المدى. ومع ذلك، يمكن توجيه بعض النقد البناء لهذه الدراسة. أولاً، كان من الممكن أن تتضمن الدراسة تجارب عملية لدعم نتائج المحاكاة الرقمية، حيث أن الاعتماد الكلي على المحاكاة قد لا يعكس بدقة الأداء الفعلي للألياف في بيئات مختلفة. ثانياً، كان من المفيد توسيع نطاق الدراسة ليشمل تأثير العوامل البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة على أداء الألياف البلورية الفوتونية. وأخيراً، يمكن أن تكون الدراسة أكثر شمولاً إذا تضمنت مقارنة مع أنواع أخرى من الألياف البصرية المستخدمة حاليًا في الصناعة، مما يوفر رؤية أوسع حول الفوائد والتحديات المحتملة لاستخدام الألياف البلورية الفوتونية.
Questions related to the research
-
ما هي الألياف البلورية الفوتونية؟
الألياف البلورية الفوتونية هي نوع خاص من الألياف البصرية المصنوعة من مادة واحدة وتحتوي على ثقوب هوائية في الغلاف، مما يسمح بتحكم أفضل في توجيه الضوء مقارنة بالألياف البصرية التقليدية.
-
ما هي البنى الثلاث التي تمت دراستها في البحث؟
البنى الثلاث التي تمت دراستها هي البنية السداسية، والبنية الثمانية، والبنية العشارية.
-
ما هو الهدف من دراسة الألياف البلورية الفوتونية في هذا البحث؟
الهدف هو استخدام الألياف البلورية الفوتونية في مضخمات رامان البصرية لتحسين كفاءة شبكات الاتصالات البصرية بعيدة المدى.
-
ما هي النتائج الرئيسية التي توصلت إليها الدراسة؟
أظهرت الدراسة أن الليف البلوري الفوتوني ذو البنية العشارية يوفر أقل خسارة للحصر وأصغر مساحة فعالة بالإضافة إلى أعلى معامل لاخطية مقارنة بالبنيتين الأخريين، مما يجعله مناسبًا لتطبيقات شبكات الاتصالات البصرية بعيدة المدى.
References used
ZOLLA,F;RENVERSEZ,G; NICOLET,A. Foundations of Photonic Crystal Fibers. Imperial College Press, Singapore & London,2005,376
AGRAWAL, GOVIND,P. Raman Amplification in Fiber Optical Communication Systems. Elsevier Academic Press, USA, 2005, 383
SAITOH,K; TSUCHIDA,Y; KOSHIBA,M. Endlessly single-mode holey fibers: the influence of core design. Optical Society of America Japan,2005
In this study, we have designed and manufactured a simple and relatively
inexpensive solar cell, from the available materials in the local markets, where the cell is
contained of the outer body (Case), which is a plastic box on a parallel form of r
The aim of this study was to investigate the effect of high and low fat diets on glucose
tolerance test on healthy human beings.The study was carried out on 18 volunteers(
subjects), their ages between 23-31 years with an average body weight.They w
Knowledge-intensive tasks such as question answering often require assimilating information from different sections of large inputs such as books or article collections. We propose ReadTwice, a simple and effective technique that combines several str
This research deals with the minimum cost design of reinforced concrete T-beams
according to the Syrian code. The aim is to minimize the total cost of the beam while
respecting all the design requirements. Traditional method depend on a set of supp
This paper describes our submission for the shared task on Unsupervised MT and Very Low Resource Supervised MT at WMT 2021. We submitted systems for two language pairs: German ↔ Upper Sorbian (de ↔ hsb) and German-Lower Sorbian (de ↔ dsb). For de ↔ h