Abstract

The propagation of several modes in an optical fiber is not easy to study. The experiment that we propose permits us to measure the difference in time propagation between two successive modes of a multimode fiber. The same laser beam is coupled into the fiber to be tested and into the reference single-mode fiber. The correlation of output electric fields of the modes propagated by each fiber is realized by an interferometric system.

© 1996 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. N. Abramson, “Optical fiber tested using light in flight recording by holography,” Appl. Opt. 26, 4657–4659 (1987).
  2. A. Barthelemy, “Propagation cohérente d’impulsions dans les fibres optiques. Etude de régimes solitions en présence de non-linéarité de Kerr,” Ph.D. dissertation (Institut de Recherches en Communications Optique de Microondes, University of Limoges, France, 1986).
  3. A. Barthelemy, J. Piasecki, “Subpicosecond temporal display of fiber mode patterns by coherent optical filtering,” Opt. Lett. 6, 269–271 (1981).
  4. A. Barthelemy, P. Facq, C. Froehly, J. Arnaud, “New method for precise characterization of multimode optical fibers,” Electron. Lett. 18, 247–249 (1982).
  5. B. Carquille, M. Spajer, J. Monneret, “Mesure interférométrique du retard optique entre deux modes d’une fibre faiblement multimodale,” in Proceedings of Symposium Opto (ESI Publications, Paris, 1985), Vol. 85, pp. 173–175.
  6. B. Colombeau, “Traitements cohérents, mise en forme, analyse d’impulsions laser en régime picoseconde,” Ph.D. dissertation (Institut de Recherches en Communications Optique de Microondes,, University of Limoges, Limoges, France, 1983).
  7. P. Connes, “Principe et réalisation d’un nouveau type de spectromètre interférentiel,” Rev. Opt. Theor. Instrum. 38, 157–201 (1959).
  8. P. Connes, “Principe et réalisation d’un nouveau type de spectromètre interférentiel (suite et fin),” Rev. Opt. Theor. Instrum. 39, 402–436 (1960).
  9. C. Froehly, A. Lacourt, J. Ch. Vienot, “Notions de réponse impulsionnelle et de fonction de transfere temporelles de pupilles optiques, justifications expérimentales et applications,” Nouv. Rev. Opt. 4, 183–196 (1973).
  10. C. Froehly, B. Colombeau, M. Vampouille, “Shaping and analysis of picosecond light pulses,” in Progress in Optics, E. Wolf, ed. (North-Holland, Amsterdam, 1983), p. 144.
  11. B. Goulley, “Caractérisation des fibres optiques monomodes au moyen des fonctions d’autocorrélation du champ,” Ph.D. dissertation (Institut de Recherches en Communications Optique et Microondes, University of Limoges, Limoges, France, (1987).
  12. J. T. Manassah, “Generalized interferometric technique for ultrashort pulse characterization,” Appl. Opt. 26, 1972–1976 (1987).
  13. J. Piasecki, B. Colombeau, M. Vampouille, C. Froehly, “Subpicosecond coherent analysis of the impulse response of optical fibers,” J. Opt. 12, 43–48 (1981).
  14. I. H. Malitson, “Interspecimen comparison of the refractive index of fused silica,” J. Opt. Soc. Am. 55, 1205–1209 (1965).
  15. H. C. Huang, Z. H. Wang, “Analytical approach to prediction of dispersion properties of step-index single-mode optical fibers,” Electron. Lett. 17, 203–205 (1981).
  16. D. Marcuse, Theory of Dielectric Optical Waveguides (Academic, New York, 1974).
  17. J. P. Pocholle, L'optique guidée monomode et ses applications. Caractéristiques de la propagation guidée dans les fibres optiques monomodes (Masson, Paris, 1985).
  18. A. W. Snyder, J. D. Love, Optical Waveguide Theory (Chapman & Hall, London, 1940).
  19. M. Spajer, “Interférences modales et injection sélective de modes. Application aux capteurs à fibre et à la microscopie tunnel optique,” Ph.D dissertation (University of Franche-Comté France, Besarçon, France, 1990).
  20. G. Brun, I. Verrier, A. Barthelemy, C. Froehly, J. P. Goure, “Measurements of mode propagation time in multimode fibers using a real-time interferometric amplitude correlator,” J. Opt. Commun. 13, 134–139 (1992).
  21. G. Brun, “Holographie temporelle et application à la mesure de contraintes mécaniques dans les ouvrages d’art,” Ph.D. dissertation (Laboratoire Traitment du Signal et Instrumentation, University of Saint-Etienne, 1994).

1992 (1)

G. Brun, I. Verrier, A. Barthelemy, C. Froehly, J. P. Goure, “Measurements of mode propagation time in multimode fibers using a real-time interferometric amplitude correlator,” J. Opt. Commun. 13, 134–139 (1992).

1987 (2)

1982 (1)

A. Barthelemy, P. Facq, C. Froehly, J. Arnaud, “New method for precise characterization of multimode optical fibers,” Electron. Lett. 18, 247–249 (1982).

1981 (3)

A. Barthelemy, J. Piasecki, “Subpicosecond temporal display of fiber mode patterns by coherent optical filtering,” Opt. Lett. 6, 269–271 (1981).

J. Piasecki, B. Colombeau, M. Vampouille, C. Froehly, “Subpicosecond coherent analysis of the impulse response of optical fibers,” J. Opt. 12, 43–48 (1981).

H. C. Huang, Z. H. Wang, “Analytical approach to prediction of dispersion properties of step-index single-mode optical fibers,” Electron. Lett. 17, 203–205 (1981).

1973 (1)

C. Froehly, A. Lacourt, J. Ch. Vienot, “Notions de réponse impulsionnelle et de fonction de transfere temporelles de pupilles optiques, justifications expérimentales et applications,” Nouv. Rev. Opt. 4, 183–196 (1973).

1965 (1)

1960 (1)

P. Connes, “Principe et réalisation d’un nouveau type de spectromètre interférentiel (suite et fin),” Rev. Opt. Theor. Instrum. 39, 402–436 (1960).

1959 (1)

P. Connes, “Principe et réalisation d’un nouveau type de spectromètre interférentiel,” Rev. Opt. Theor. Instrum. 38, 157–201 (1959).

Abramson, N.

Arnaud, J.

A. Barthelemy, P. Facq, C. Froehly, J. Arnaud, “New method for precise characterization of multimode optical fibers,” Electron. Lett. 18, 247–249 (1982).

Barthelemy, A.

G. Brun, I. Verrier, A. Barthelemy, C. Froehly, J. P. Goure, “Measurements of mode propagation time in multimode fibers using a real-time interferometric amplitude correlator,” J. Opt. Commun. 13, 134–139 (1992).

A. Barthelemy, P. Facq, C. Froehly, J. Arnaud, “New method for precise characterization of multimode optical fibers,” Electron. Lett. 18, 247–249 (1982).

A. Barthelemy, J. Piasecki, “Subpicosecond temporal display of fiber mode patterns by coherent optical filtering,” Opt. Lett. 6, 269–271 (1981).

A. Barthelemy, “Propagation cohérente d’impulsions dans les fibres optiques. Etude de régimes solitions en présence de non-linéarité de Kerr,” Ph.D. dissertation (Institut de Recherches en Communications Optique de Microondes, University of Limoges, France, 1986).

Brun, G.

G. Brun, I. Verrier, A. Barthelemy, C. Froehly, J. P. Goure, “Measurements of mode propagation time in multimode fibers using a real-time interferometric amplitude correlator,” J. Opt. Commun. 13, 134–139 (1992).

G. Brun, “Holographie temporelle et application à la mesure de contraintes mécaniques dans les ouvrages d’art,” Ph.D. dissertation (Laboratoire Traitment du Signal et Instrumentation, University of Saint-Etienne, 1994).

Carquille, B.

B. Carquille, M. Spajer, J. Monneret, “Mesure interférométrique du retard optique entre deux modes d’une fibre faiblement multimodale,” in Proceedings of Symposium Opto (ESI Publications, Paris, 1985), Vol. 85, pp. 173–175.

Colombeau, B.

J. Piasecki, B. Colombeau, M. Vampouille, C. Froehly, “Subpicosecond coherent analysis of the impulse response of optical fibers,” J. Opt. 12, 43–48 (1981).

B. Colombeau, “Traitements cohérents, mise en forme, analyse d’impulsions laser en régime picoseconde,” Ph.D. dissertation (Institut de Recherches en Communications Optique de Microondes,, University of Limoges, Limoges, France, 1983).

C. Froehly, B. Colombeau, M. Vampouille, “Shaping and analysis of picosecond light pulses,” in Progress in Optics, E. Wolf, ed. (North-Holland, Amsterdam, 1983), p. 144.

Connes, P.

P. Connes, “Principe et réalisation d’un nouveau type de spectromètre interférentiel (suite et fin),” Rev. Opt. Theor. Instrum. 39, 402–436 (1960).

P. Connes, “Principe et réalisation d’un nouveau type de spectromètre interférentiel,” Rev. Opt. Theor. Instrum. 38, 157–201 (1959).

Facq, P.

A. Barthelemy, P. Facq, C. Froehly, J. Arnaud, “New method for precise characterization of multimode optical fibers,” Electron. Lett. 18, 247–249 (1982).

Froehly, C.

G. Brun, I. Verrier, A. Barthelemy, C. Froehly, J. P. Goure, “Measurements of mode propagation time in multimode fibers using a real-time interferometric amplitude correlator,” J. Opt. Commun. 13, 134–139 (1992).

A. Barthelemy, P. Facq, C. Froehly, J. Arnaud, “New method for precise characterization of multimode optical fibers,” Electron. Lett. 18, 247–249 (1982).

J. Piasecki, B. Colombeau, M. Vampouille, C. Froehly, “Subpicosecond coherent analysis of the impulse response of optical fibers,” J. Opt. 12, 43–48 (1981).

C. Froehly, A. Lacourt, J. Ch. Vienot, “Notions de réponse impulsionnelle et de fonction de transfere temporelles de pupilles optiques, justifications expérimentales et applications,” Nouv. Rev. Opt. 4, 183–196 (1973).

C. Froehly, B. Colombeau, M. Vampouille, “Shaping and analysis of picosecond light pulses,” in Progress in Optics, E. Wolf, ed. (North-Holland, Amsterdam, 1983), p. 144.

Goulley, B.

B. Goulley, “Caractérisation des fibres optiques monomodes au moyen des fonctions d’autocorrélation du champ,” Ph.D. dissertation (Institut de Recherches en Communications Optique et Microondes, University of Limoges, Limoges, France, (1987).

Goure, J. P.

G. Brun, I. Verrier, A. Barthelemy, C. Froehly, J. P. Goure, “Measurements of mode propagation time in multimode fibers using a real-time interferometric amplitude correlator,” J. Opt. Commun. 13, 134–139 (1992).

Huang, H. C.

H. C. Huang, Z. H. Wang, “Analytical approach to prediction of dispersion properties of step-index single-mode optical fibers,” Electron. Lett. 17, 203–205 (1981).

Lacourt, A.

C. Froehly, A. Lacourt, J. Ch. Vienot, “Notions de réponse impulsionnelle et de fonction de transfere temporelles de pupilles optiques, justifications expérimentales et applications,” Nouv. Rev. Opt. 4, 183–196 (1973).

Love, J. D.

A. W. Snyder, J. D. Love, Optical Waveguide Theory (Chapman & Hall, London, 1940).

Malitson, I. H.

Manassah, J. T.

Marcuse, D.

D. Marcuse, Theory of Dielectric Optical Waveguides (Academic, New York, 1974).

Monneret, J.

B. Carquille, M. Spajer, J. Monneret, “Mesure interférométrique du retard optique entre deux modes d’une fibre faiblement multimodale,” in Proceedings of Symposium Opto (ESI Publications, Paris, 1985), Vol. 85, pp. 173–175.

Piasecki, J.

J. Piasecki, B. Colombeau, M. Vampouille, C. Froehly, “Subpicosecond coherent analysis of the impulse response of optical fibers,” J. Opt. 12, 43–48 (1981).

A. Barthelemy, J. Piasecki, “Subpicosecond temporal display of fiber mode patterns by coherent optical filtering,” Opt. Lett. 6, 269–271 (1981).

Pocholle, J. P.

J. P. Pocholle, L'optique guidée monomode et ses applications. Caractéristiques de la propagation guidée dans les fibres optiques monomodes (Masson, Paris, 1985).

Snyder, A. W.

A. W. Snyder, J. D. Love, Optical Waveguide Theory (Chapman & Hall, London, 1940).

Spajer, M.

M. Spajer, “Interférences modales et injection sélective de modes. Application aux capteurs à fibre et à la microscopie tunnel optique,” Ph.D dissertation (University of Franche-Comté France, Besarçon, France, 1990).

B. Carquille, M. Spajer, J. Monneret, “Mesure interférométrique du retard optique entre deux modes d’une fibre faiblement multimodale,” in Proceedings of Symposium Opto (ESI Publications, Paris, 1985), Vol. 85, pp. 173–175.

Vampouille, M.

J. Piasecki, B. Colombeau, M. Vampouille, C. Froehly, “Subpicosecond coherent analysis of the impulse response of optical fibers,” J. Opt. 12, 43–48 (1981).

C. Froehly, B. Colombeau, M. Vampouille, “Shaping and analysis of picosecond light pulses,” in Progress in Optics, E. Wolf, ed. (North-Holland, Amsterdam, 1983), p. 144.

Verrier, I.

G. Brun, I. Verrier, A. Barthelemy, C. Froehly, J. P. Goure, “Measurements of mode propagation time in multimode fibers using a real-time interferometric amplitude correlator,” J. Opt. Commun. 13, 134–139 (1992).

Vienot, J. Ch.

C. Froehly, A. Lacourt, J. Ch. Vienot, “Notions de réponse impulsionnelle et de fonction de transfere temporelles de pupilles optiques, justifications expérimentales et applications,” Nouv. Rev. Opt. 4, 183–196 (1973).

Wang, Z. H.

H. C. Huang, Z. H. Wang, “Analytical approach to prediction of dispersion properties of step-index single-mode optical fibers,” Electron. Lett. 17, 203–205 (1981).

Appl. Opt. (2)

Electron. Lett. (2)

A. Barthelemy, P. Facq, C. Froehly, J. Arnaud, “New method for precise characterization of multimode optical fibers,” Electron. Lett. 18, 247–249 (1982).

H. C. Huang, Z. H. Wang, “Analytical approach to prediction of dispersion properties of step-index single-mode optical fibers,” Electron. Lett. 17, 203–205 (1981).

J. Opt. (1)

J. Piasecki, B. Colombeau, M. Vampouille, C. Froehly, “Subpicosecond coherent analysis of the impulse response of optical fibers,” J. Opt. 12, 43–48 (1981).

J. Opt. Commun. (1)

G. Brun, I. Verrier, A. Barthelemy, C. Froehly, J. P. Goure, “Measurements of mode propagation time in multimode fibers using a real-time interferometric amplitude correlator,” J. Opt. Commun. 13, 134–139 (1992).

J. Opt. Soc. Am. (1)

Nouv. Rev. Opt. (1)

C. Froehly, A. Lacourt, J. Ch. Vienot, “Notions de réponse impulsionnelle et de fonction de transfere temporelles de pupilles optiques, justifications expérimentales et applications,” Nouv. Rev. Opt. 4, 183–196 (1973).

Opt. Lett. (1)

Rev. Opt. Theor. Instrum. (2)

P. Connes, “Principe et réalisation d’un nouveau type de spectromètre interférentiel,” Rev. Opt. Theor. Instrum. 38, 157–201 (1959).

P. Connes, “Principe et réalisation d’un nouveau type de spectromètre interférentiel (suite et fin),” Rev. Opt. Theor. Instrum. 39, 402–436 (1960).

Other (10)

B. Carquille, M. Spajer, J. Monneret, “Mesure interférométrique du retard optique entre deux modes d’une fibre faiblement multimodale,” in Proceedings of Symposium Opto (ESI Publications, Paris, 1985), Vol. 85, pp. 173–175.

B. Colombeau, “Traitements cohérents, mise en forme, analyse d’impulsions laser en régime picoseconde,” Ph.D. dissertation (Institut de Recherches en Communications Optique de Microondes,, University of Limoges, Limoges, France, 1983).

C. Froehly, B. Colombeau, M. Vampouille, “Shaping and analysis of picosecond light pulses,” in Progress in Optics, E. Wolf, ed. (North-Holland, Amsterdam, 1983), p. 144.

B. Goulley, “Caractérisation des fibres optiques monomodes au moyen des fonctions d’autocorrélation du champ,” Ph.D. dissertation (Institut de Recherches en Communications Optique et Microondes, University of Limoges, Limoges, France, (1987).

A. Barthelemy, “Propagation cohérente d’impulsions dans les fibres optiques. Etude de régimes solitions en présence de non-linéarité de Kerr,” Ph.D. dissertation (Institut de Recherches en Communications Optique de Microondes, University of Limoges, France, 1986).

G. Brun, “Holographie temporelle et application à la mesure de contraintes mécaniques dans les ouvrages d’art,” Ph.D. dissertation (Laboratoire Traitment du Signal et Instrumentation, University of Saint-Etienne, 1994).

D. Marcuse, Theory of Dielectric Optical Waveguides (Academic, New York, 1974).

J. P. Pocholle, L'optique guidée monomode et ses applications. Caractéristiques de la propagation guidée dans les fibres optiques monomodes (Masson, Paris, 1985).

A. W. Snyder, J. D. Love, Optical Waveguide Theory (Chapman & Hall, London, 1940).

M. Spajer, “Interférences modales et injection sélective de modes. Application aux capteurs à fibre et à la microscopie tunnel optique,” Ph.D dissertation (University of Franche-Comté France, Besarçon, France, 1990).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (7)

Fig. 1
Fig. 1

Optical fiber.

Fig. 2
Fig. 2

Experimental setup.

Fig. 3
Fig. 3

Correlation between signals issued from the two fibers.

Fig. 4
Fig. 4

Superposition of interferences fringes for two different wavelengths.

Fig. 5
Fig. 5

Theoretical light intensity onto the detector.

Fig. 6
Fig. 6

Experimental results.

Fig. 7
Fig. 7

Comparison between theoretical and experimental results.

Tables (3)

Tables Icon

Table 1 Characteristic Values of the Monomode Fiber

Tables Icon

Table 2 Characteristic Values of the Multimode Fiber

Tables Icon

Table 3 Geometric Parameters of the Experimental Setup

Equations (14)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

n c = n c ( λ 0 ) = ( 1 + A 1 λ 0 2 λ 0 2 A 2 2 + A 3 λ 0 2 λ 0 2 A 4 2 + A 5 λ 0 2 λ 0 2 A 6 2 ) 1 / 2 ,
n g = n g ( λ 0 ) = { [ n c ( λ 0 ) ] 2 ( N . A . ) 2 } 1 / 2 .
N c = N c ( λ 0 ) = n c ( λ 0 ) λ 0 ( d n c d λ ) λ = λ 0 ,
[ d n c d λ ] λ = λ 0 = λ 0 n c ( λ 0 ) × [ A 1 A 2 2 ( λ 0 2 A 2 2 ) 2 + A 3 A 4 2 ( λ 0 2 A 4 2 ) 2 + A 5 A 6 2 ( λ 0 2 A 6 2 ) 2 ] .
B l m = ( β l m / k ) 2 n g 2 n c 2 n g 2 ,
V = 2 π λ a n c 2 n g 2 ,
J 0 ( V 1 B 01 ) V 1 B 01 J 1 ( V 1 B 01 ) K 0 ( V B 01 ) V B 01 K 1 ( V B 01 ) = 0  for the  LP 01  mode ,
J 1 ( V 1 B 11 ) V 1 B 11 J 0 ( V 1 B 11 ) + K 1 ( V B 11 ) V B 11 K 0 ( V B 11 ) = 0  for the  LP 11  mode ,
τ l m = L c n g N g + [ B l m + ( V 2 ) ( d B l m d V ) ] ( n c N c n g N g ) n g 2 + B l m ( n c 2 n g 2 ) ,
c = ( α 0 2 s ˜ 0 2 + α 1 2 s ˜ 1 2 + α 2 2 s ˜ 2 2 ) Γ 2 Δ v + 2 α 1 α 2 s ˜ 1 s ˜ 2 Γ 2 Δ v cos ( Δ β 12 L ) sin  c ( π Δ τ 12 Δ v ) + 2 α 0 α 1 s ˜ 0 s ˜ 1 Γ 2 Δ v cos ( Δ β 01 L ) sin c [ π ( Q X + Δ τ 01 ) Δ v ] + 2 α 0 α 2 s ˜ 0 s ˜ 2 Γ 2 Δ v cos ( Δ β 02 L ) sin c [ π ( Q X + Δ τ 02 ) Δ v ] ,
α i = R 2 s ( x , y ) s i * ( x , y ) d x d y
Δ τ 12 = Q X 0 = Q X 0 γ = Q n x 0 ( μ m ) γ ,
Q δ X = ( δ Δ τ 12 ) 1 = λ 0 2 c Δ λ = 73  fs.
( δ Δ τ 12 ) 2 = 3 Q x 0 γ = 33 fs < ( δ Δ τ 12 ) 1 .

Metrics