The paper deals with the commemoration of early stages of technology research of silica optical fibers in Czechoslovakia till 1993. Technology of three types of telecommunication fibers - polymer-clad-silica, graded-index and single-mode ones and that of several types of specialty optical fibers like polarization maintaining bow-tie fibers or rare-earth doped fibers belong to the most important achievements of this period. The prepared samples exhibited parameters comparable to world-class top production. The technology research was understood not only as a description of a set of receipts but mainly as scientific understanding of process fundaments. Thanks to this approach, in later period it was possible to continue in the research of specialty optical fibers for fiber sensors, fiber amplifiers and fiber lasers. Such research is performed in the Laboratory of Optical Fibers of the Institute of Photonics and Electronics of the Czech Academy of Sciences to date. and Článek připomíná počátky výzkumu technologie křemenných optických vláken vČeskoslovensku do roku 1993. Mezi jeho úspěchy patřilo vypracování technologií tří typů telekomunikačních vláken - ''polymer-clad-silica'', gradientních a jednovidových a dále několika typů speciálních vláken - zachovávajících polarizaci typu ''bow-tie'' a dopovaných ionty vzácných zemin. Připravené vzorky dosahovaly parametrů srovnatelných v té době se světem. Technologický výzkum byl chápán nejen jako popis souboru výrobních postupů, ale zejména jako pochopení vědeckých základů. Díky tomu bylo později možné efektivně pokračovat ve výzkumu speciálních vláken pro vláknové sensory, zesilovače a lasery, který v Laboratoři optických vláken Ústavu fotoniky a elektroniky AVČR pokračuje dodnes.
Fiber lasers may exhibit instabilities and self-pulsed regimes that can have catastrophic consequences on their components. One of the self-pulsing regimes is the recently observed self-induced laser line sweeping (SLLS). The SLLS is characterized by periodic wavelength drift over broad spectral interval of several nanometers followed by quick bounce backward. The sweeping rate is relatively slow, of the order of nm per second. Thanks to narrow line width and simple construction, the SLLS fiber lasers are attractive sources for testing of photonics components, interrogation of optical fiber sensor arrays and for laser spectroscopy. The SLLS can be explained by creation of a standing wave built up by laser longitudinal mode and consequent spatial-hole burning and refractive-index grating inscription. We review an evaluation of reflection spectra of transient fiber Bragg gratings that are created in SLLS fiber lasers. The evaluation is shown using example of ytterbium fiber laser in Fabry-Perot configuration of the laser cavity. We discuss also the effect of the laser wavelength self-sweeping on the triggering of the self-Q-switched regime and the generation of giant laser pulses. and Vláknové lasery mohou vykazovat nestabilní pulzní režimy. Jedním z režimů se samovolnou generací impulzů je nedávno pozorovaný jev spontánního rozmítání vlnové délky vláknového laseru. Tento jev je doprovázen charakteristickým periodickým posunem vlnové délky laseru v širokém rozsahu vlnových délek několika nanometrů. Rychlost rozmítání je relativně pomalá, řádově nanometry za sekundu. Díky úzké šířce čáry a jednoduché konstrukci jsou tyto lasery atraktivními zdroji záření, mj. pro systémy optických vláknových senzorů, charakterizaci optických komponent a laserovou spektroskopii. Samovolné rozmítání vlnové délky lze vysvětlit vytvořením stojaté vlny určené podélným módem rezonátoru. Vznik stojaté vlny vede k podélné modulaci indexu lomu - zápisu mřížky. V tomto příspěvku podáváme shrnutí dosud prezentovaných prací týkajících se modelování odrazivosti braggovských mřížek ve vláknových laserech se spontánním rozmítáním vlnové délky. Popisujeme experimentální ytterbiový vláknový laser s tímto typem nestability, následovaný teoretickým popisem braggovské mřížky a ukázkou výpočtu odrazivosti pro laser odpovídající experimentu. Je též diskutován význam spontánního rozmítání na spouštění režimu samočinného Q-spínání a generaci gigantických laserových pulzů.
Optical fiber sensors can bring many advantages to biological, medical or environmental applications. They offer small size, immunity to electro-magnetic field and limited unwanted interaction with measured sample. One of the key parameters monitored in biological systems is the acidity of environment expressed as pH. The article deals with development of an optical pH-sensor with tapered fiber probes. The principle of the sensor is based on measurement of fluorescence emission of hydroxypyrene-1,3,6-pyrene trisulfonic acid trisodium salt (HPTS, pyranine) at two different excitation wavelengths (405 nm and 450 nm). The sensor was sensitive to pH in range from 5.5 to 7.5 with resolution of ± 0.15 pH unit and the tapered fiber probes allowed in-vivo measurement in microscopic biological samples. and Optické vláknové senzory mohou přinést řadu výhod při využití v oblastech biologie, medicíny či v ochraně životního prostředí. Vyznačují se malými rozměry a odolností vůči elektromagnetickému poli, přičemž nežádoucí ovlivnění měřených vzorků je u nich též velmi omezeno. Jedním z důležitých parametrů sledovaných u biologických systémů je kyselost prostředí, vyjádřená jako pH. Článek popisuje vývoj optického pH -senzoru využívajícího zúžené vláknové sondy. Princip měření je založen na sledování emise fluorescence sodné soli kyseliny hydroxypyren-1,3,6-pyrentrisulfonové (pyranin) při excitaci dvěma odlišnými vlnovými délkami (405 nm a 450 nm). Senzor vykazoval citlivost na pH v rozsahu od 5,5 do 7,5, přičemž dosažené rozlišení činilo ±0,15 pH jednotky. Použití zúžených vláknových sond pak umožnilo in-vivo měření v mikroskopických biologických vzorcích.
International Training School on ''Fibre Lasers and Fibre Optic Technology'' was organized within the frame of the European project COST MP1401 ''Advanced Fibre Lasers'' from August 30 to September 1, 2016 in Prague, Czech Republic, in the Institute of Photonics and Electronics of the Czech Academy of Sciences (UFE Prague). The participants were attracted by the lectures given by the leading European experts from both academia and industry, as well as by the ''hands-on'' laboratory exercises, during which they participated in the preparation of optical fibres or fibre lasers build-up. and Mezinárodní letní školu vláknových laserů a technologie optických vláken pořádal v rámci Evropského projektu COST MP1401 ''Advanced Fiber Lasers'' na přelomu srpna a září 2016 Ústav fotoniky a elektroniky AV ČR, v.v.i. (ÚFE). Velkým lákadlem pro účast byly špičkoví evropští odborníci v oboru z akademické sféry i z průmyslu a také možnost ''hands-on'' laboratorních cvičení, při kterých se účastníci sami mohli podílet na přípravě optických vláken nebo sestavování vláknových laserů.
The paper presents selected activities of the Institute of Photonics and Electronics in the field of preparation of nanoparticle-doped active optical fibers. Nanoparticle-doped optical fibers were prepared by ''in-situ'' crystallization of dopants during the thermal processing of the fibers and by embedding the ''off-line'' generated nanoparticles into the core of the fibers. The background losses of the fibers prepared by the ''off-line'' method were significantly lowered. ''Off-line'' deposition of Tm-doped alumina nanoparticles extended the luminescence lifetime of 30 % up to 674 ms comparing with the fibers doped with ''in-situ'' formed nanoparticles. Selected erbium-doped fiber prepared by the ''off-line'' deposition was tested as the active medium in a fiber-ring laser. and Článek popisuje vybrané činnosti Ústavu fotoniky a elektroniky, v.v.i. v oblasti přípravy aktivních vláken dopovaných nanočásticemi. Nanočásticemi dopovaná vlákna byla připravena metodou ''in-situ'', která spočívá v řízené krystalizaci dopantů v průběhu tepelného zpracování vláken. Druhá metoda ''off-line'' spočívala v dopování vláken již připravenými nanokrystaly. Optická vlákna připravená metodou ''off-line'' vykazovala nižší základní útlum. V případě, kdy byly do vlákna naneseny ''off-line'' připravené nanokrystaly aluminy dopované thuliem bylo pozorováno prodloužení luminescence na hodnotu 674 ms, což je o 30 % více než u srovnatelného vlákna, u kterého byly nanokrystaly vytvořeny metodou ''in-situ'', tedy řízenou krystalizací dopantů. Vybrané optické vlákno dopované erbiem bylo testováno jako aktivní prostředí v kruhovém vláknovém laseru.
The paper deals with progress in the field of preparation of preforms for drawing of optical fibres by the MCVD method. ''Groundbreaking achievements concerning the transmission of light in fibers for optical communication'' were appreciated in 2009 by the Nobel prize for K. C. Kao and this paper comes from experience acquired in this field. Attention is focused namely at novel materials and fiber structures and their preparation in the field of special optical fibers for fiber amplifiers, lasers and sensors. and Článek se zabývá pokroky v oblasti přípravy preforem pro tažení optických vláken metodou MCVD. Vychází z historických poznatků při přípravě telekomunikačních vláken, které přispěly k významnému pokroku v oboru, za jehož rozvoj získal K. C. Kao v roce 2009 Nobelovu cenu. Pozornost je soustředěna zejména na nové materiály a vláknové struktury a postupy jejich přípravy z oblasti speciálních vláken pro vláknové zesilovače, lasery a sensory.
Anywhere and anytime we are surrounded by optical fibers although we cannot see them at the first sight. Optical fibers represent one of the fundaments of advanced communications and their development has been pursued a couple of decades. Charles Kuen Kao has been a leading personality of this development and for his groundbreaking achievements concerning the transmission of light in fibers for optical communication he has been awarded one half of Nobel Prize. The optical fibers, their principles and characteristics are presented in this article., Optická vlákna nás obklopují denně na každém kroku, přitom většinou zůstávají skryta našim očím v bludišti kabelových kanálů a sítí. Jsou základním prvkem moderních komunikací a jejich vývoj trval od prvních myšlenek řadu desetiletí. Klíčovou osobností spjatou s tímto vývojem je Charles Kuen Kao, kterému byla za celoživotní dílo a průlomové výsledky v této oblasti udělena Nobelova cena. V tomto díle rubriky "Ve zkratce" se pokusíme vysvětlit základní principy a charakteristiky optických vláken., Ivan Kašík, Pavel Peterka., and Rubrika: Ve zkratce
The paper deals with latest trends in the field of optical fibers namely from point of view of technology and follows the overview of history published elsewhere in this issue of Fine mechanics and optics. It summarizes results recently achieved in the Institute of photonics and electronics ASCR in the field of fiber sensors and namely of fiber lasers. Amplification modules, fiber lasers and ASE sources based on ytterbium, thulium or holmium optical fibers of conventional or double-clad structures produced conventionally or using nanotechnologies can be named among others and Článek se zabývá současnými trendy v oblasti optických vláken, zejména z pohledu jejich technologie, a navazuje na historický přehled uvedený v tomto čísle časopisu Jemná mechanika a optika. Shrnuje výsledky dosažené v Ústavu fotoniky a elektroniky AVČR v oblasti vláknových sensorů a zejména vláknových laserů v poslední době. Mezi nimi lze jmenovat zesilovací moduly, vláknové lasery a ASE zdroje založené na ytterbiových, thuliových a holmiových vláknech klasického nebo dvouplášťového typu vyrobených tradičním způsobem nebo pomocí nanočásticových technologií.
The article presents a method of pH measurement of aqueous humour during cataract surgery. The method uses a fiber optic sensor with immobilized fluorescent dye. A functional sample of fiber optic pH meter was used for measurements, developed in cooperation of the Institute of Photonics and Electronics, Academy of Sciences of the Czech Republic, v.v.i., Safibra, s.r.o. and SQS Vláknová optika a.s. The accuracy of determined pH values was 0.04 pH unit or better. and V článku je prezentována metodika měření nitrooční tekutiny během operace katarakty (šedého zákalu), která je založena na použití vláknově optického senzoru s imobilizovaným fluorescenčním barvivem. K měření byl použit funkční vzorek vláknově optického pH metru vyvinutý ve spolupráci Ústavu fotoniky a elektroniky, Akademie věd ČR, v.v.i., Safibra, s.r.o. a SQS Vláknová optika a.s. Hodnoty pH byly stanoveny s přesností 0,04 nebo lepší.