Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Автореферат'
Защита диссертации состоится 05 октября 2006 года в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 501.001.17 при Московском государственном универс...полностью>>
'Документ'
Спеціальні способи часового подання детермінованих сигналів. Огинаюча сигналу. Миттєва частота. Миттєва фаза. Аналітичний сигнал і його властивості. ...полностью>>
'Исследование'
ШЕВЧЕНКО И.С. ИСТОРИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА ПРАГМАТИКИ ПРЕДЛОЖЕНИЯ: английское вопросительное предложение 16-20 вв. : Морнография. - Харьков: Константа, 1998...полностью>>
'Методические указания'
Дисциплина «Расходы бюджета» изучается студентами дневной и заочной формы обучения Финансового факультета РГЭУ «РИНХ», обучающихся по специализации 08...полностью>>

Волоконная оптика Фазовочувствительный волоконный рефлектометр для распределенных датчиков внешнего воздействия

Главная > Документ
Сохрани ссылку в одной из сетей:

Волоконная оптика

Фазовочувствительный волоконный рефлектометр для распределенных датчиков внешнего воздействия

А.С.Курков, В.М.Парамонов

НЦВО при ИОФ РАН., Москва

Введение.

Волоконные рефлектометры, или OTDR- устройства, являются одним из самых распространенных типов приборов для измерения параметров волоконного световода. Принцип действия их достаточно прост. В волоконный световод через ответвитель вводится световой импульс. При его распространении вследствие релеевского рассеяния часть излучения рассеивается в обратном направлении. Измеряя через ответвитель временную зависимость относительной мощности излучения, распространяющегося назад PR (t), можно легко определить зависимость изменения этой мощности по длине световода PR (L), зная скорость света в материале световода. Далее, поскольку мощность рассеянного излучения прямо пропорциональна мощности излучения, распространяющего в прямом направлении, появляется возможность определить характер изменения мощности распространяющегося излучения по длине световода. Таким образом, производится измерение оптических потерь в волоконном световоде на длине волны излучателя, а также появляется возможность определить места дефектов и обрывов световода.

Следует отметить, что в качестве источника излучения в рефлектометрии используются полупроводниковые лазер , излучающие на многих продольных модах. При этом ширина спектра излучения может составлять несколько нм, или несколько сот ГГц. В силу этого длина когерентности оставляет порядка 1 мм, что исключает появление интерференционных эффектов при распространении излучения по световоду. Современные технологии позволяют получать одночастотный режим генерации, при этом ширина линии излучения составляет 105-106 Гц, что соответствует длине когерентности в десятки и сотни метров. В этом случае следует ожидать проявления интерференции излучения, рассеянного разными участками световода. Это делает невозможным использование рефлектометра для тестирования световода, но, в то же время, открывает новые возможности для его применения. Так, в работах [1, 2] предлагается использовать такие рефлектометры в качестве датчика внешних воздействий. К несомненным достоинствам устройства относится высокая чувствительность, обусловленная интерференционным механизмом отклика, и возможность пространственной локализации воздействия за счет рефлектометрического принципа измерения.

Схема устройства.

Упрощенная схема фазочувствительного рефлектометра представлена на рис.1.

Решетка

Брэгга

П/п лазер

Импульс тока

Мультиплексор

Накачка

усилителя

Er-световод

Осциллограф

Тестируемый

световод

Рис.1. Импульсный источник в схеме датчика.

Для создания узкополосного излучателя на основе полупроводникового лазера использовалась селекция продольных мод полупроводниковой лазерной структуры при помощи фотоиндуцированной внутриволоконной Брэгговской решетки. Селекция достигается за счет того, что отражение на длине волны резонанса решетки стимулирует генерацию в спектральной области брэгговского резонанса. Излучение полупроводникового источника с длиной волны 1.55 мкм вводилось в одномодовый волоконный световод, используемый в качестве волоконного выхода. Входной торец волоконного световода и лазерный диод жестко фиксировались друг относительно друга, представляя собой цельную конструкцию. К выходному световоду приваривался дополнительный световод с записанной на нем брэгговской решеткой.

Измерение спектрального состава излучения гибридного лазера представляет собой отдельную задачу. Для серийно выпускаемых спектроанализаторов наилучшее спектральной разрешение составляет 0.01 нм, что соответствует частоте около 1 ГГц в области 1.55 мкм. Поэтому была разработана специальная установка для анализа спектрального состава реализованных источников, основанная на использовании сканирующего кольцевого волоконного интерферометра.

На рис.4 представлен спектр излучения, измеренный с помощью сканирующего интерферометра. Из рисунка видно, что спектр излучения является одночастотным. Второй пик обусловлен следующим порядком интерферометра. Область свободной дисперсии интерферометра составляет 40 МГц. Тогда, ширина спектра излучения в непрерывном режиме может быть оценена в 1.6 МГц.

Для получения импульсного режима генерации лазера была разработана и изготовлена схема, основанная на пропускании через лазер импульса тока при наличии постоянного смещения. Схема включала в себя термостат с возможностью регулировки температуры для подстройки спектра пропускания, Фабри-Перо интерферометра, обеспечивающего попадание моды интерферометра в спектр отражения брэгговской решетки. Кроме того, были предусмотрены регулировки постоянного смещения и импульсного тока.

Особое внимание обращалось на форму импульса тока. Для предотвращения искажения спектра генерации подбирались режимы, обеспечивающие гладкую форму импульса. В результаты был получен импульс общей длительностью ~50 нс и длительностью фронтов ~ 5 нс.

Рис.2. Спектр излучения гибридного лазера, измеренный с помощью сканирующего интерферометра

Выходная импульсная мощность гибридного источника составила около 1 мВт, что является недостаточным для рефлектрометрии. Поэтому в схему устройства был включен эрбиевый волоконный усилитель, позволяющий эффективно усиливать оптический сигнал в области 1.53-1.6 мкм. Для реализации волоконного усилителя использовался волоконный световод с сердцевиной на основе алюмосиликатного стекла, легированного ионами эрбия с концентрацией 1.3 1019 см-3. Длина световода в схеме усилителя составила 5 м. Для накачки усилителя использовался полупроводниковый лазер с мощностью до 80 мВт на длине волны 1.48 мкм. Максимальный коэффициент усиления слабого сигнала составил около 40 дБ. В режиме импульсной генерации средняя выходная мощность усилителя составила 3 мВт. При скважности, составляющей около 3000, и учете доли спонтанного излучения, это соответствует импульсной мощности, составляющей около 1 Вт.

Исследование когерентного рассеяния.

В качестве тестируемой волоконно-оптической линии использовался отрезок стандартного одномодового волоконного световода SMF-28. Регистрация сигнала рассеяния проводилась с использованием осциллографа. На рис.3 представлена рефлектограмма импульсного сигнала для отрезка длиной 1 км. Аналогичные результаты были получены для отрезка длиной 20 км.

Рис.3. Рефлектограмма одночастотного импульсного сигнала.

Сильная амплитудная модуляция в наблюдаемой рефлектограмме однозначно свидетельствует о наличии интерференции излучения, рассеянного разными участками световода. Следует отметить, что наблюдаемая картина не является стабильной во времени. За время порядка одной секунды происходит чередование «темных» и «светлых» полос, обусловленное влиянием медленного изменения температур, слабых акустических воздействий и пр. В то же время, локальные акустические, механические, тепловые и прочие воздействия приводят к существенно более быстрой модуляции интенсивности излучения, рассеянного с данного отрезка световода. Это делает возможным, используя соответствующую математическую обработку, определять координаты области воздействия. Пространственное разрешение метода определяется длительностью импульса и составляет порядка 10 м.

Метод фазочувствительной рефлектометрии может использован для создания охранных систем протяженных объектов, таких как магистральные трубопроводы, охраняемые территории, вплоть до участков государственной границы и пр.

  1. K. N. Choi, J. C. Juarez, and H. F. Taylor, “Distributed fiber-optic pressure/ seismic sensor for low-cost monitoring of long perimeters,” Proc. SPIE 5090, 134-141 (2003).

  2. J. C. Juarez, and H. F. Taylor, “Distributed fiber-optic intrusion sensor system,” Proc. Optical Fiber Communication Conf. OFC’2005, p. OThX 5.

Оптические сети связи XXI века

Наний О.Е.

МГУ им. Ломоносова, физический ф-т, каф. "Оптики и спектроскопии",

г. Москва

Последние несколько десятилетий потребности людей в обмене информацией растут исключительно высокими темпами. Быстрая и надежная передача разнородной информации (видео, голоса, данных) необходима для развития экономики и общества в целом. Оптическое волокно способно передавать огромное количество информации благодаря очень высокой частоте световых волн (1014 Гц). Поэтому развитие и внедрение оптических технологий в системы передачи информации – это основной путь удовлетворения растущих потребностей общества в обмене информацией.

В докладе рассмотрено современное состояние и тенденции развития оптических систем связи разного уровня: от систем сверхдальней связи с расстоянием передачи более 1000 км, до систем сверхкороткой связи.

Быстрый прогресс последнего десятилетия в сетях дальней связи основан на внедрении рамановских (ВКР) усилителей, использовании новых форматов модуляции и современных методов коррекции ошибок. Эти достижения сделали уже сегодня доступными скорости передачи 40 Гбит/с по одному каналу. Однако практическая эксплуатация таких систем откладывается по экономическим причинам. Суммарная скорость передачи информации, достигнутая на сегодняшний день, достигает нескольких десятков Тбит/с. Предельные возможности оптического волокна существенно больше. При помощи каких технологий можно приблизиться к их реализации? В докладе рассмотрены пути преодоления нелинейных ограничений, основанные на применении новых, в том числе многоуровневых форматов модуляции, а также возможности уменьшения системных шумов, связанные с использованием когерентных параметрических усилителей, методов квантовой криптографии и квантовой коррекции ошибок.

Для эффективной работы сети наряду с увеличением пропускной способности соединений необходимо увеличивать возможности узлов по управлению растущими потоками информации. Основное направление развития оборудования для сетевых узлов – расширение их функциональных возможностей и повышение «интеллекта». Под этим углом зрения в докладе сравниваются возможности полностью оптического управления информационными потоками с возможностями гибридных технологий.

МИКРОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ СВЕТОВОДЫ, ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЯ

А.Ф. Косолапов

Научный центр волоконной оптики

при ИОФ им. А.М. Прохорова РАН, г.

Москва

Микроструктурированные (МС) световоды это волоконные световоды новой архитектуры, которые активно разрабатываются и успешно применяются в последнее десятилетие. Все возрастающий интерес к этому типу световодов вызван рядом уникальных свойств последних. Это возможность управлять хроматической дисперсией в широких пределах, возможность создания световода с высокой степенью локализации излучения или же наоборот световода с большой площадью моды (при сохранении одномодового режима), возможность передачи излучения по полой сердцевине. Разработанные технологии изготовления заготовок МС световодов позволяют работать не только с кварцевым стеклом, но и с новыми материалами: например, теллуритными, халькогенидными, свинцовыми стеклами.

МС световод представляет собой кварцевую или стеклянную микроструктуру с продольными отверстиями. Волноводные моды в МС световодах формируются либо за счет эффекта полного внутреннего отражения от границы стекло-воздух либо благодаря наличию фотонных запрещенных зон в оболочке.

По основным свойствам и применениям разработанные на сегодняшний день МС волокна можно разделить на несколько типов:

а) световоды с большой числовой апертурой, применяемые для волоконных лазеров с двойной оболочкой;

б) высоко нелинейные световоды с высокой степенью локализации излучения – для нелинейных оптических преобразований;

в) одномодовые световоды с большой площадью моды – для передачи мощных оптических сигналов и создания мощных волоконных лазеров;

г) световоды с полой сердцевиной – для нелинейно-оптических преобразований в газовой фазе, лазерного управления микрочастицами и атомами, передачи мощного лазерного излучения, микрообработки материалов и т.п.

1. Bjarklev A., Broeng J., Bjarklev A. S. "Photonic Crystal Fibres". Springer Science + Business Media, Inc, 2003.

НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ ИНФРАКРАСНЫЕ СВЕТОВОДЫ НА ОСНОВЕ ГАЛОГЕНИДОВ СЕРЕБРА

*Пилюгин В.П., Жукова Л.В., Жуков В.В., Примеров Н.В., Чазов А.И.

Уральский государственный технический университет – УПИ,

*Институт физики металлов УрО РАН, г. Екатеринбург

Проведено исследование влияния пластической деформации различных схем нагружения на структурные и текстурные изменения кристаллов галогенидов серебра - твёрдые растворы AgCl-AgBr. В зависимости от применяемых схем деформирования (выпрессовывание через фильеру, осадка и сдвиг на плоских наковальнях) варьировались параметры обработки: гидростатическая компонента напряжений, температура, скорость и величины деформации. Кристаллы галогенидов серебра имеют кубическую симметрию, структурный тип NaCl. Пластическая деформация кристаллов с решёткой NaCl в основном осуществляется дислокациями с векторами Бюргерса <110> по одной из следующих систем скольжения: {110}<110>; {100}<110>; {111}<110>; {112}<110>. Действие той или иной системы скольжения определяется рядом условий: химическим составом, степенью чистоты и гомогенностью сырья для выращивания кристаллов, условиями метода их выращивания, ориентацией полученных кристаллов, температурой деформирования кристалла и величиной гидростатического давления. Необходимые условия учитываются при разработке и изготовлении оборудования для экструзии ИК-световодов. Большие деформации приводят к появлению ротационных мод пластичности материала и в конечном итоге к измельчению структуры. Сильнодеформированные кристаллы галогенидов серебра приобретают структуру с размерами кристаллитов от нано- до субмикрокристаллической (от 10 до 200 нм). Такая структура характеризует физико-механические свойства ИК-световодовов.

Текстуру деформированных сдвигом под давлением и прессованных через фильеру галогенидов серебра и измельчение в них кристаллитов определяли дифрактометрической съёмкой в синхротронном излучении на просвет λ = 0,368 А˚ на детекторе Marr Research 345 в Центре синхротронного излучения ИЯФ СО РАН. Замеры показали, что большая деформация до ε = 4 приводит к измельчению исходной структуры монокристаллов галогенидов серебра. Измельчение кристаллитов доходит до величин в 200 нм и менее. Образцы после сдвига под давлением приобретают текстуру кручения: плоскости кристаллитов {110} после деформации располагаются преимущественно поверхности дисковых образцов.

Полученные результаты по влиянию режимов деформации на структуру ионных кристаллов легли в основу создания оснастки для получения двухслойных одномодовых ИК-световодов на основе галогенидов серебра с диаметром внутреннего ядра не более 25 мкм.

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ БЕЗЫЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ МЕЖДУ ИОНАМИ Yb3+ И Tm3+ В ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДАХ.

А.Н. Абрамов1, А.Н. Гурьянов2, Е.М. Дианов3, А.С. Курков3, К.Н. Нищев1,

П.А. Рябочкина1

1Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, Саранск

2Институт химии высокочистых веществ РАН, Н. Новгород

3Научный центр волоконной оптики при ИОФ РАН им. А.М. Прохорова, Москва

Волоконные световоды, активированные редкоземельными ионами , находят применение для создания волоконных лазеров с диодной накачкой. В настоящей работе рассматриваются процессы безызлучательного переноса энергии между ионами Yb3+ и Tm3+ в волоконных световодах, которые существенным образом могут влиять на эффективность лазерной генерации.

Изучение процессов безызлучательной передачи энергии между ионами Yb3+ и Tm3+ в волоконных световодах проводилось по исследованию кинетик затухания люминесценции ионов Yb3+ с уровня 2F5/2 при резонансном возбуждении на этот уровень лазером на центрах окраски на основе LiF2+.

Представление кривой затухания люминесценции с уровня 2F5/2 ионов Yb3+ волоконного световода, легированного ионами Yb3+ и Tm3+ (CYb=0,049 ат.%, CTm=0,069 ат.%) в координатах ln IYb(t)+t/τo и t1/2, где τo=1 мс – радиационное время жизни ионов Yb3+ на уровне 2F5/2, приводит к линеаризации кривой (рис.1), что соответствует фёрстеровскому закону распада для диполь – дипольного механизма взаимодействия ионов Yb3+ и Tm3+.

По тангенсу угла наклона на линейном участке определен коэффициент неупорядоченного распада , по которому рассчитан микропараметр взаимодействия .

По интегральным характеристикам кривых затухания люминесценции ионов Yb3+ оценена эффективность безызлучательной передачи энергии между ионами Yb3+ и Tm3+ в волоконных световодах (CYb=0,049 ат.%, CTm=0,069 ат.%), которая равна 52%.

ДЕФЕКТНЫЕ ГАЛОГИДСЕРЕБРЯНЫЕ КРИСТАЛЛЫ ДЛЯ ИНФРАКРАСНОЙ ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИ.

Жукова Л. В., Жуков В. В., Булатов Н. К., Корсаков А. С., Чазов А.И

Уральский государственный технический университет–УПИ,

г. Екатеринбург

Получение реальных кристаллов с различными физико-химическими свойствами - оптическими, прочностными, радиационными, сцинтилляционными, эмиссионными, фотоэлектрическими, магнитными и другими определяется степенью их дефектности, которые выступают в роли носителей этих свойств, а способы их получения разнообразны. На базе глубоких фундаментально-прикладных исследований в области изучения процессов растворения и кристаллизации широкого класса соединений в различных растворителях [1,2] разработаны и находятся в стадии разработки экологически чистые, энерго- и ресурсосберегающие, замкнутые и безотходные производства по получению металлогалоидных кристаллов и стёкол. В основе всех технологических процессов заложен базовый способ термозонной кристаллизации-синтеза (ТЗКС), применяемый для получения любых композиционных материалов [3]. Способ ТЗКС обеспечивает не только высокую степень очистки, но и гомогенность композиционного материала и задаваемый состав твердых растворов AgClnBrn-1активированных редкими, редкоземельными и другими добавками. Выращенные из такого сырья монокристаллы устойчивы к видимому свету, ИК-излучению, а также имеют уникально широкий ИК-диапазон пропускания – от 0.4 до 40 мкм, не токсичны и не гигроскопичны, что обуславливает их широчайший спектр возможного применения. Это ИК-волоконная и нелинейная оптика, лазерная медицина, экологический мониторинг окружающей среды, в том числе радиационного фона, низкотемпературная ИК-пирометрия.

1. Жукова Л. В., Китаев Г. А. Растворимость галогенидов таллия(1) в воде и неводных растворителях./В справочнике – Кумок В. Н., Кулешова О. М., Каробан Л. А. Произведение растворимости, Новосибирск: изд. Наука, 1983, с. 191.

2.Зелинский А. В., Жукова Л. В., Китаев Г. А. Растворимость AgCl, AgBr в кислотах HCl и HBr. Ж. неорган. материалы, 2001, т.37, №5,с. 622-626.

3.Патент РФ № 210795. Способ получения высокочистых веществ./ Жукова Л. В., Жуков В. В., Китаев Г. А.

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА РАБОТЫ СИСТЕМ СВЯЗИ НА ОСНОВЕ ЛАЗЕРОВ С ПРЯМОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

Величко М. А., Сусьян А. А.

Физический факультет Московского Государственного Университета им. М. В. Ломоносова, Москва

В локальных оптических сетях (LAN) и сетях доступа из экономических соображений повсеместно используются системы передачи на основе лазеров с прямой модуляцией. Это ограничивает максимальную скорость и дальность передачи. В статьях [1-2] было показано, что использование структурированной накачки позволяет сильно ослабить релаксационные переходные процессы в полупроводниковом лазере, улучшить форму выходного сигнала. Это в свою очередь уменьшает искажения импульса под действием хроматической дисперсии и повышает качество работы системы связи.

В представляемой работе проведено численное моделирование волоконно-оптической линии связи с передатчиком на основе полупроводникового лазера с прямой модуляцией, на вход которого подавался структурированный ток накачки. Исследовано изменение формы и спектра сигнала при вариации таких параметров, как ток накачки лазера, длительность структурирующих импульсов, затухание в волокне, коэффициенты хроматической и поляризационной модовой дисперсии волокна, поляризационно-зависимые потери. В качестве форматов кодирования использовались бинарные амплитудные форматы (NRZ и RZ), многоуровневый амплитудный формат M-ary ASK, а также дуобинарный амплитудно-фазовый формат [3]. Показано, что использование структурированной накачки совместно со спектрально-эффективными форматами модуляции позволяет существенно уменьшить искажения, связанные с дисперсией, а, значит, и увеличить дальность или/и скорость передачи сигналов по оптоволокну.

  1. N. Dokhane, G.L. Lippi. Chirp reduction in semiconductor lasers through injection current patterning. Appl. Phys. Lett. vol. 78, No. 25, 18 June 2001.

  2. К.Н. Белов, О.Е. Наний, Д.Д. Щербаткин, М. А. Величко. Повышение качества информационных сигналов в лазерах с прямой модуляцией. // Вестник МГУ, 2005 г.

  3. М. А. Величко, А. А. Сусьян. Двойной фазомодулированный бинарный формат. // Lightwave Russian Edition, № 4 2004.

Исследование спектров изгибных оптических потерь в одномодовых волоконных световодах

К.Н. Нищев, С.А. Смирнов, С.В. Фирстов

Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева, Саранск

Авторами экспериментально исследованы спектры оптических потерь, вызванных регулярным изгибом оптического волоконного световода (ОВС) при намотке на катушки с диаметром от 4,5 мм до 35 мм. В качестве объектов исследования были выбраны ОВС фирмы Corning SMF, используемые в производстве оптических кабелей на ОАО "Сарансккабель" (г. Саранск). Эксперименты проводились на установке по измерению оптических потерь в ОВС методом обрыва, основанном на измерении спектров пропускания оптического излучения в отрезках исследуемого ОВС различной длины. Длина волны отсечки , необходимая для расчетов оптических потерь, определялась экспериментально на установке по измерению диаметра поля моды ОВС. Расчетные изгибные потери определялись по приближенной формуле, связывающей изгибные излучательные потери с радиусом изгиба волокна , параметрами ступенчатого ОВС и длиной волны излучения , ранее используемой авторами работы [1],

,

где ; - нормированная частота; - нормированный показатель затухания в оболочке.

Из полученных данных следует, что расчетные и экспериментально измеренные значения оптических потерь в исследуемых ОВС отличаются примерно на 10%, что может быть связано с неконтролируемыми микроизгибными потерями.

Экспериментально обнаружено смещение максимума спектральной зависимости оптических потерь в область более коротких длин волн с уменьшением радиуса кривизны ОВС. Более подробно исследованы зависимости оптических потерь от радиуса кривизны изгиба ОВС для характерных длин волн: и ,

1. А. В. Белов, А. Н. Гурьянов, Д. Д. Гусовский, Е. М. Дианов, А. С. Курков и др. "Квантовая электроника", 1980, 12, №5, с. 1076-1078.

ОТжиг упругих напряжений индуцированных УФ излучением в сердцевине германосиликатных световодов

Божков А.С.1, Васильев С.А.1, Медведков О. И.1, Дианов Е.М.1, Дюрр.Ф.2, Лимбергер Х.Г.2, Салате Р.П.2

1Научный центр волоконной оптики при Институте общей физики

им. А.М. Прохорова РАН, Москва.

2 Федеральный политехнический институт (EPFL), г Лозанна, Швейцария.

Исследование механизмов формирования и термической релаксации фотоиндуцированных изменений в волоконных световодах (ВС) представляет большой интерес в связи с развитием и широким применением волоконных решеток показателя преломления (ПП).

В работе представлен сравнительный анализ процессов отжига фотоиндуцированного ПП и упругих напряжений, индуцированных УФ излучением в сердцевине германосиликатного ВС. Основной целью являлось выявление термической стойкости фотоиндуцированных напряжений в сетке стекла и их вклада в наведенный ПП.

Облучение ВС проводилось излучением второй гармоники Ar+-лазера. Отжиг облученных участков до необходимых энергий активации Ed выполнялся на автоматизированной установке для линейного нагрева ВС [1]. Затем на участках ВС, подвергнутых указанным видам воздействий, измерялось пространственное распределение упругих напряжений [2].

Обнаружена хорошая корреляция фотоиндуцированных напряжений и наведенного ПП при облучении ВС и при его отжиге до энергий активации Ed < 3 эВ. Вместе с тем показано, что высокотемпературная составляющая наведенного ПП (Ed > 3.5 эВ) при линейном режиме отжига не связана с фотоиндуцированным изменением упругих напряжений в сетке стекла.

При отжиге германосиликатных ВС в их сердцевине была обнаружена значительная релаксация остаточных сжимающих напряжений вытяжки, которая хорошо описывается существующими теоретическими моделями этого процесса [3].

1. А.С. Божков и др. Приборы и техника эксперимента, №4, 76, 2005.

2. H. G. Limberger et al., Applied Physics Letters 68, 3069, 1996.

3. Y. Mohanna et al., Journal of Lightwave Technology 8, pp. 1799-1801, (1990).

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ПОТЕРЬ

В ФОТОННО-КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ВОЛОКНАХ

С ЗАПРЕЩЕННОЙ ФОТОННОЙ ЗОНОЙ

Павлова Е.Г.

МГУ им. Ломоносова, физический ф-т, каф. "Оптики и спектроскопии",

г. Москва

На протяжении последнего десятилетия фотонно-кристаллические волокна (PCFs) привлекают значительное внимание, поскольку с их помощью можно значительно уменьшить ограничения, которые накладывают материалы и конструкция обычных волокон. Целью данной работы является анализ механизмов затухания в современных PCF с запрещенной зоной (PCFs BG) с полой сердцевиной. Сегодня известны следующие три источника потерь в PCFs BG: 1) поглощение света в сердцевине и оболочке; 2) частичное проникновение (туннелирование) света за пределы периодической отражающей оболочки; 3) рассеяние на структурных дефектах.

Аналитические расчеты и численный эксперимент показали, что потери на туннелирование быстро убывают при увеличении количества слоев или при повышении их контраста. В затухание современных PCFs BG вклад этого механизма оказывается незначительным. Вклад в затухание PCFs BG второго механизма – поглощение (абсорбция) в оболочке оказывается столь же незначительным. Следовательно, наибольший вклад в затухание света вносит рассеяние на структурных дефектах. Детальный анализ рассеяние на дефектах показал, что прямые потери из-за перекачки энергии волноводной моды в излучательные также невелики. Наибольшее затухание дает перекачка энергии волноводной моды в поверхностную моду, а уже затем происходит эффективное рассеяние поверхностной моды в излучательные моды.

Качественную картину затухания можно представить, воспользовавшись простой аналитической моделью, основанной на теории связанных мод. Уравнения связи между волноводной модой и поверхностной модой имеют вид:

,

.

Однако для проведения анализа необходимо знать коэффициенты , , . В работе приведены результаты численного моделирования PCFs BG, которое позволило определить значения этих параметров.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Волоконная оптика и оптоэлектроника

    Документ
    В последнее время наблюдается расширение областей применения волоконных лазеров с различными параметрами выходного излучения [1]. Среди таких применений обработка материалов, маркировка, дальномеры, датчики и пр.
  2. Календарный план курса " Интегральная и волоконная оптика" на 2010-2011 учебный год Лекция 06. 09

    Лекция
    Интегральная оптика. Предмет, особенности, достоинства, проблемы. Роль оптического диапазона в науке и технике. Оптическая спектроскопия, тепловидение, оптико-электронные приборы и схемы.
  3. Е. М. Дианов академик ран, директор Научного центра волоконной оптики ран в. В. Осико

    Документ
    Школа организована при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта № 11-02-06817-моб_г), Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (мероприятие 2.
  4. «Лазерные и оптико-электронные системы»

    Задача
    Защита диссертации состоится «25» июня 2008 года в 10 часов на заседании диссертационного совета Д212.141.19 при Московском государственном техническом университете им.
  5. Робоча навчальна програма навчальної дисципліни " Волоконно-оптичні лінії" (за кредитно-модульною системою) Напрям: 0906 "Електротехніка"

    Документ
    Робоча навчальна програма з дисципліни „Волоконно-оптичні лінії” складена на основі робочого навчального плану N РСМ-3-605/01 напряму 0906 „Електротехніка” спеціальності 8.

Другие похожие документы..