Summary (English)
This scientific paper explores the development of miniaturized free-form optical lens-miniaturized fiber couplers for astrophotonic applications.
The study aims to replace current optical fibre couplers with a unique micro(µ)-optics solution, specifically targeting technology used onboard the Keck telescope’s FOBOS (Fibre-Optic Broadband Optical Spectrograph) that operates in UV to IR spectral ranges.
To achieve this, glass and crystal materials like fused silica, crystalline quartz, sapphire Al2O3, CaF2, and BaF2 are utilized.
The miniaturized µ-coupler is monolithic with a laser-machined entrance slit for efficient light coupling from the telescope into the fiber.
Various methods such as femtosecond laser sculpturing, laser-induced back-side wet etching (LIBWE), CO2 laser polishing, high temperature annealing, and femtosecond laser welding/joining are employed.
The paper also discusses advanced coatings like ALD and downsized µ-lenses for fiber couplers.
The study aims to replace current optical fibre couplers with a unique micro(µ)-optics solution, specifically targeting technology used onboard the Keck telescope’s FOBOS (Fibre-Optic Broadband Optical Spectrograph) that operates in UV to IR spectral ranges.
To achieve this, glass and crystal materials like fused silica, crystalline quartz, sapphire Al2O3, CaF2, and BaF2 are utilized.
The miniaturized µ-coupler is monolithic with a laser-machined entrance slit for efficient light coupling from the telescope into the fiber.
Various methods such as femtosecond laser sculpturing, laser-induced back-side wet etching (LIBWE), CO2 laser polishing, high temperature annealing, and femtosecond laser welding/joining are employed.
The paper also discusses advanced coatings like ALD and downsized µ-lenses for fiber couplers.
요약 (Korean)
이 과학적 논문은 천체 적용을위한 소형화 된 자유형 광학 렌즈-모니트 어이베르 화 섬유 커플러의 개발을 탐구한다.
이 연구는 현재 광섬유 커플러를 고유 한 마이크로 (µ)-광학 솔루션으로 대체하는 것을 목표로하며, 특히 UV에서 IR 스펙트럼 범위에서 작동하는 Keck 망원경의 FOBO (Fibre-Optic Broadband Optical Spectrograph)에 사용되는 기술을 대상으로합니다.
이를 달성하기 위해, 융합 실리카, 결정질 석영, 사파이어 AL2O3, CAF2 및 BAF2와 같은 유리 및 결정 재료가 이용된다.
소형화 된 µ-coupler는 망원경에서 섬유로 효율적인 조명 커플 링을 위해 레이저 매개 입구 슬릿으로 모 놀리 식입니다.
펨토초 레이저 조각, 레이저 유발 등면 습식 에칭 (Libwe), CO2 레이저 연마, 고온 레이저 어닐링 및 펨토초 레이저 용접/결합과 같은 다양한 방법이 사용됩니다.
이 논문은 또한 ALD 및 섬유 커플러의 다운 크기 µ 렌즈와 같은 고급 코팅에 대해 설명합니다.
이 연구는 현재 광섬유 커플러를 고유 한 마이크로 (µ)-광학 솔루션으로 대체하는 것을 목표로하며, 특히 UV에서 IR 스펙트럼 범위에서 작동하는 Keck 망원경의 FOBO (Fibre-Optic Broadband Optical Spectrograph)에 사용되는 기술을 대상으로합니다.
이를 달성하기 위해, 융합 실리카, 결정질 석영, 사파이어 AL2O3, CAF2 및 BAF2와 같은 유리 및 결정 재료가 이용된다.
소형화 된 µ-coupler는 망원경에서 섬유로 효율적인 조명 커플 링을 위해 레이저 매개 입구 슬릿으로 모 놀리 식입니다.
펨토초 레이저 조각, 레이저 유발 등면 습식 에칭 (Libwe), CO2 레이저 연마, 고온 레이저 어닐링 및 펨토초 레이저 용접/결합과 같은 다양한 방법이 사용됩니다.
이 논문은 또한 ALD 및 섬유 커플러의 다운 크기 µ 렌즈와 같은 고급 코팅에 대해 설명합니다.
기술적 용어 설명 (Technical Terms)
추출된 기술 용어가 없습니다.
Excerpt (English Original)
3D Free-Form Optical Lens – Miniaturised Fibre Couplers for Astrophotonics Haoran Mu1,∗, Daniel Smith1,∗, Tomas Katkus1, Nguyen Hoai An Le1, Dominyka Stonyte2, Darius Gaileviˇcius2, Dan Kapsaskis1, Alexander Del Frate1, Talwinder Singh Bedi3, Donatas Narbutis4, Vijayakumar Anand5, Darija Astrauskyte6, Lina Grineviciute6, Soon Hock Ng1, Karl Glazebrook7, Jon Lawrence8, Saulius Juodkazis1,2,9 1 Optical Sciences Centre, ARC Training Centre in Surface Engineering for Advanced Materials (SEAM), Swinburne University of Technology, Hawthorn, Victoria 3122, Australia 2 Laser Research Center, Physics Faculty, Vilnius University, Saul˙etekio Ave.
10, 10223 Vilnius, Lithuania 3 Chandigarh College of Engineering, Chandigarh Group of Colleges, Jhanjeri, Mohali – 140307, Punjab, India 4 Institute of Theoretical Physics and Astronomy, Faculty of Physics, Vilnius University, Sauletekio 9, 10222, Vilnius, Lithuania 5 Institute of Physics, University of Tartu, Estonia 6 Center for Physical Sciences and Technology, Savanoriu ave.
231, LT-02300,Vilnius, Lithuania 7 Centre for Astrophysics & Supercomputing (CAS), Swinburne University of Technology, Victoria 3122, Australia 8 Australian Astronomical Optics (AAO), Macquarie University, NSW 2109, Australia and2024 9 WRH Program International Research Frontiers Initiative (IRFI) Tokyo Institute of Technology, Nagatsuta-cho, Midori-ku, Yokohama, Kanagawa 226-8503 Japan∗ (Dated: December 18, 2024)Dec In astronomy, multi-object spectrographs employ fibre positioning robots to couple the light 17 fromdistributedmultipleacrossastronomythe focalsourcesplane of(starsthe telescope.or galaxies)Theseintofibresmultipletransportmulti-modethe celestialfibres,lightwhichto theare entrance slit of a spectrograph (or bank of spectrographs) for analysis.
For any multi-object system mm-scale opto-mechanical solutions are required to couple the telescope light efficiently into the fibre.
We demonstrate a unique micro(µ)-optics solution to replace current optical fibre couplers.
Specifically, we target technology on board the Keck telescope’s FOBOS – Fibre-Optic Broadband Optical Spectrograph – which operates at UV to IR spectral ranges.
For spectrally broad UV-IR band operation we use glass and crystals: fused silica, crystalline quartz (transparency 0.16−2 µm), sapphire Al2O3 (0.2−5 µm), CaF2 (0.2−7 µm), and BaF2 (0.2−10 µm).
The miniaturised…
10, 10223 Vilnius, Lithuania 3 Chandigarh College of Engineering, Chandigarh Group of Colleges, Jhanjeri, Mohali – 140307, Punjab, India 4 Institute of Theoretical Physics and Astronomy, Faculty of Physics, Vilnius University, Sauletekio 9, 10222, Vilnius, Lithuania 5 Institute of Physics, University of Tartu, Estonia 6 Center for Physical Sciences and Technology, Savanoriu ave.
231, LT-02300,Vilnius, Lithuania 7 Centre for Astrophysics & Supercomputing (CAS), Swinburne University of Technology, Victoria 3122, Australia 8 Australian Astronomical Optics (AAO), Macquarie University, NSW 2109, Australia and2024 9 WRH Program International Research Frontiers Initiative (IRFI) Tokyo Institute of Technology, Nagatsuta-cho, Midori-ku, Yokohama, Kanagawa 226-8503 Japan∗ (Dated: December 18, 2024)Dec In astronomy, multi-object spectrographs employ fibre positioning robots to couple the light 17 fromdistributedmultipleacrossastronomythe focalsourcesplane of(starsthe telescope.or galaxies)Theseintofibresmultipletransportmulti-modethe celestialfibres,lightwhichto theare entrance slit of a spectrograph (or bank of spectrographs) for analysis.
For any multi-object system mm-scale opto-mechanical solutions are required to couple the telescope light efficiently into the fibre.
We demonstrate a unique micro(µ)-optics solution to replace current optical fibre couplers.
Specifically, we target technology on board the Keck telescope’s FOBOS – Fibre-Optic Broadband Optical Spectrograph – which operates at UV to IR spectral ranges.
For spectrally broad UV-IR band operation we use glass and crystals: fused silica, crystalline quartz (transparency 0.16−2 µm), sapphire Al2O3 (0.2−5 µm), CaF2 (0.2−7 µm), and BaF2 (0.2−10 µm).
The miniaturised…
발췌문 (Korean Translation)
3D 자유형 광학 렌즈 – 천체 aoran mu1, *, daniel smith1, *, tomas katkus1, nguyen hoai an le1, dominyka stonyte2, darius gaileviˇcius2, dan kapsaskis1, Alexander del Frate1, talwinder singh bedi3, narbutisat, vijourtoc, vi -utitas ANAND5, DARIJA ASTRAUSKYTE6, LINA GRINEVICIUTE6, 곧 Hock NG1, Karl Glazebrook7, Jon Lawrence8, Saulius Juodkazis1,2,9 1 Optical Sciences Center, Arc Training Center of Advanced Materials (Seam), Swinburne University of Technology, Hawthorn, Hawthern, Hawthern, 빅토리아 3122, 호주 2 Laser, 2 -Laser, Swinburne University의 ARC 교육 센터.
Vilnius University, Saul˙etekio Ave.
10, 10223 Vilnius, Lithuania 3 Chandigarh College of Engineering, Chandigarh Group of Colleges, Jhanjeri, Mohali – 140307, Punjab, India 4 Institute of Theoretical Physics and Astronomy, Faculty of Physics, Vilnius University, Sauletekio 9, 10222, Vilnius, 리투아니아 5 타르투 대학교 물리 연구소, 에스토니아 6 물리 과학 기술 센터, Savanoriu Ave.
231, LT-02300, Vilnius, Lithuania 7 천체 물리학 및 슈퍼 컴퓨팅 (CAS), Swinburne University of Technology, Victoria 3122, Australia 8 Australian Astronomical Optics (AAO), Macquarie University, NSW 2109, 2024 9 WRH Program International Research Initiative (IRFI) Tokyo, Nagititation of Institute of Institute, Institute of Institute, Institute of International Research Initiative (INSWI) Midori-Ku, Yokohama, Kanagawa 226-8503 Japan * (날짜 : 2024 년 12 월 18 일) DEC DEC DEC-OBJECT SPECTROGRAPH는 섬유 포지셔닝 로봇을 사용하여 광섬유 로봇을 사용하여 조명 17에서 17 번 분배 된 Multippleastonomy (Telescope)의 초점을두고 있습니다.
Celestialfibres, 분석을위한 분광기 (또는 분광기 은행)의 입구 슬릿을 가볍게합니다.
망원경 조명을 섬유에 효율적으로 부합하려면 모든 객체 시스템의 경우 MM- 규모의 광학적 솔루션이 필요합니다.
우리는 현재 광섬유 커플러를 대체하기위한 고유 한 마이크로 (µ) 광학 솔루션을 시연합니다.
구체적으로, 우리는 UV에서 IR 스펙트럼 범위에서 작동하는 Keck Telescope의 FOBOS (Fibre -Optic Broadband Optical Spectrograp)의 기술을 대상으로합니다.
광범위한 UV-IR 밴드 작동의 경우 유리 및 결정 : 융합 실리카, 결정질 쿼츠 (투명성 0.16-2 µm), 사파이어 AL2O3 (0.2-5 µm), CAF2 (0.2-7 µm) 및 BAF2 (0.2-10 µm)를 사용합니다.
소형화 …
Vilnius University, Saul˙etekio Ave.
10, 10223 Vilnius, Lithuania 3 Chandigarh College of Engineering, Chandigarh Group of Colleges, Jhanjeri, Mohali – 140307, Punjab, India 4 Institute of Theoretical Physics and Astronomy, Faculty of Physics, Vilnius University, Sauletekio 9, 10222, Vilnius, 리투아니아 5 타르투 대학교 물리 연구소, 에스토니아 6 물리 과학 기술 센터, Savanoriu Ave.
231, LT-02300, Vilnius, Lithuania 7 천체 물리학 및 슈퍼 컴퓨팅 (CAS), Swinburne University of Technology, Victoria 3122, Australia 8 Australian Astronomical Optics (AAO), Macquarie University, NSW 2109, 2024 9 WRH Program International Research Initiative (IRFI) Tokyo, Nagititation of Institute of Institute, Institute of Institute, Institute of International Research Initiative (INSWI) Midori-Ku, Yokohama, Kanagawa 226-8503 Japan * (날짜 : 2024 년 12 월 18 일) DEC DEC DEC-OBJECT SPECTROGRAPH는 섬유 포지셔닝 로봇을 사용하여 광섬유 로봇을 사용하여 조명 17에서 17 번 분배 된 Multippleastonomy (Telescope)의 초점을두고 있습니다.
Celestialfibres, 분석을위한 분광기 (또는 분광기 은행)의 입구 슬릿을 가볍게합니다.
망원경 조명을 섬유에 효율적으로 부합하려면 모든 객체 시스템의 경우 MM- 규모의 광학적 솔루션이 필요합니다.
우리는 현재 광섬유 커플러를 대체하기위한 고유 한 마이크로 (µ) 광학 솔루션을 시연합니다.
구체적으로, 우리는 UV에서 IR 스펙트럼 범위에서 작동하는 Keck Telescope의 FOBOS (Fibre -Optic Broadband Optical Spectrograp)의 기술을 대상으로합니다.
광범위한 UV-IR 밴드 작동의 경우 유리 및 결정 : 융합 실리카, 결정질 쿼츠 (투명성 0.16-2 µm), 사파이어 AL2O3 (0.2-5 µm), CAF2 (0.2-7 µm) 및 BAF2 (0.2-10 µm)를 사용합니다.
소형화 …
출처: arXiv
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