Новости города БезФормата.Ru
Долгопрудный
Главные новости
 
Задать вопрос?

Разработано уникальное оптоволокно, сохраняющее свойствa светa

Учёные из МФТИ и ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН совместно с коллегами из Финляндии создали оптоволокно с экстремально большим размером сердцевины, сохраняющее когерентные свойства света. Соответствующая статья была опубликована в « Optics Express ». Данная разработка найдет применение при конструировании мощных импульсных оптоволоконных лазеров и усилителей, а также поляризационных сенсоров.

Вопрос сохранения характеристик света является краеугольным камнем, когда речь заходит об использовании оптоволокна. Существует два основных параметра, которые в ряде приложений необходимо сохранять: распределение интенсивности в поперечном сечении и поляризацию (характеристику направления колебания электрического или магнитного поля в плоскости перпендикулярной направлению распространения волны). В своей работе исследователям удалось добиться выполнения обоих этих условий.

«Исследование оптических волокон - одна из наиболее бурно развивающихся областей в оптике. За последнее десятилетие было придумано и осуществлено множество технологических решений. Так сегодня в Институте радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН мы можем создавать нити оптоволокна почти любой толщины с произвольной поперечной структурой. В данной работе внутри оптоволокна была создана строго определенная структура, различная по двум перпендикулярным осям, причем размеры этой структуры пропорционально изменяются по длине волокна. Такие решения по отдельности уже нашли широкое применение в производстве, и потому крайне важно продолжать разработки в этом направлении », - говорит один из соавторов, сотрудник ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, РКЦ и преподаватель МФТИ Василий Устимчик .

Оптоволокно представляет из себя вытянутую нить из стекла или прозрачного для света пластика. На первый взгляд это довольно простая система, однако на практике возникает ряд серьезных проблем, ограничивающих его применение. Первой проблемой являлось затухание сигнала в оптических линиях. Решение было придумано уже довольно давно, что позволило создавать оптоволоконную связь. Но связь - не единственная область, где можно и нужно использовать оптические волокна. Так на сегодняшний день одним из наиболее распространенных типов лазеров являются волоконные лазеры. В них, как и в других видах лазеров, есть резонатор - среда, которую свет многократно проходит в обоих направлениях. Ввиду геометрических параметров волоконного резонатора, пучок света на выходе может иметь лишь ряд строго определенных форм поперечного распределения интенсивности излучения, так называемых поперечных мод резонатора (рисунок 1). Естественным желанием является контролировать модовый состав света, причем на практике чаще всего ученые и инженеры желают получить лишь одну чистую фундаментальную моду (верхний левый угол рисунка 1), не изменяющуюся со временем.

Рисунок 1: Поперечное распределение интенсивности оптического излучения в модах оптического волокна.

Для поддержки одномодового режима работы, волокно должно состоять из сердечника и оболочки - материалов с разными показателями преломления, причем толщина внутренней части, по которой распространяется излучение, составляет, как правило, менее 10 микрометров.

При увеличении оптической мощности света, распространяющегося по волокну, растет и количество поглощаемой энергии, что приводит к изменению характеристик волокна, а именно, например, происходит неконтролируемое изменение показателя преломления в материале, из которого волокно изготовлено. Эти эффекты приводят к тому, что возникают паразитные нелинейные эффекты, дополнительные спектральные линии излучения и т.д, что в значительной степени ограничивает мощность передаваемых сигналов. Решением этой проблемы, которое использовали и авторы данной статьи, является вариация диаметра сердцевины и оболочки вдоль длины волокна (рисунок 2).

Рисунок 2: Диаметр внешней оболочки (по левой оси) и сердцевины (по правой оси) вдоль длины образцов. Фотография анизотропной поперечной структуры оптоволокна, состоящей из сердцевины, эллиптической первой оболочки и внешней оболочки (на нижнем графике).

При условии, что расширение волокна происходит адиабатическим образом, то есть достаточно медленно, можно сократить долю перекачиваемой в другие моды энергии до уровня ниже одного процента, даже при условии, что диаметр сердцевины волокна может достигать 100 мкм, что является очень большим размером для одномодовых волокон. При этом большой диаметр сердцевины и его нерегулярность по длине волокна увеличивают порог возникновения нелинейных эффектов.

Для решения второй задачи - сохранения поляризации, авторы сделали оболочку волокна анизотропной: внутренняя часть оболочки имеет различную ширину и высоту (имеет эллиптическую форму), что приводит к тому что скорость распространения света с различным направлением колебаний поля отличается. Процесс перекачки из одной поляризационной моды в другую при такой структуре волокна практически сходит на нет. В работе ученые показали, что длина пути света через волокно, при которой колебания разных поляризаций оказываются в противофазе - так называемая длина поляризационных биений - зависит от диаметра, и чем диаметр больше, тем меньше эта длина. Данная длина соответствует полному обороту состояния поляризации внутри волокна. То есть при вводе линейно поляризованного света в волокно, свет станет снова линейно поляризованным после прохождения именно этой длины по оптическому волокну. Возможность измерения данного параметра само по себе является свидетельством сохранения поляризации в волокне.

Рисунок 3: Длина поляризационных биений (фиолетовая линия по левой оси) и диаметр внешней оболочки (красная линия по правой оси) вдоль длины образцов.

Для исследования свойств, связанных с поляризацией света в волокне, использовались методы когерентной рефлектометрии в частотной области. Суть метода состоит в том, чтобы завести в волокно определенный световой сигнал и затем детектировать сигнал, рассеянный в материале оптоволокна в обратном направлении. Из отраженного сигнала можно извлечь значительное количество информации. Обычно данный метод используется для определения расположения дефектов и примесей внутри оптических волокон, но также он применим, для определения длины когерентности излучения и пространственного распределения длин поляризационных биений. Методы когерентной рефлектометрии широко применяется в индустрии для мониторинга состояния оптоволоконных линий. Однако характерной особенностью используемого метода является высокая разрешающая способность, с которой возможно осуществлять сбор данных, она составляет 20 микрометров вдоль длины волокна.

Заведующий специализацией кафедры Твердотельной электроники, радиофизики и прикладных информационных технологий МФТИ, член-корреспондент РАН, профессор, директор ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН Сергей Никитов , руководитель исследования, прокомментировал: «Созданные образцы оптоволокна продемонстрировали высокие результаты, что показывает возможность для дальнейшего развития подобных технологических решений. Они найдут применение не только в лазерных системах, но в волоконных датчиках - инструментах, в которых изменение поляризационных характеристик заранее известно в зависимости от внешних условий, таких как, например, температура, давление, биологические и другие примеси. Эти датчики в отличие от полупроводниковых имеют ряд преимуществ - не нуждаются в электропитании, могут проводить распределенное детектирование и имеют еще некоторые преимущества».

Последние новости Подмосковья по теме:
Разработано уникальное оптоволокно, сохраняющее свойствa светa

Разработано оптоволокно, сохраняющее свойства света - OpenDubna.Ru
Разработано оптоволокно, сохраняющее свойства света - Дубна
Ученые из МФТИ и ИРЭ РАН совместно с коллегами из Финляндии создали оптоволокно с экстремально большим размером сердцевины, сохраняющее когерентные свойства света.
09:21 24.06.2017 OpenDubna.Ru
Оптоволокно_моды.png - МФТИ
Разработано уникальное оптоволокно, сохраняющее свойствa светa - Долгопрудный
Учёные из МФТИ и ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН совместно с коллегами из Финляндии создали оптоволокно с экстремально большим размером сердцевины, сохраняющее когерентные свойства света.
12:01 23.06.2017 МФТИ
Администрация и Управляющий совет Лицея Троицка утвердил требования к форме одежды учащихся: повседневная одежда должна соответствовать "деловому стилю", иметь черный, серый, темно-бордовый, темно-синий,
23.09.2017 Troitsk.Ru
Состоялось открытие XII городского Форума  «Юные таланты земли Серпуховской» - Администрация г. Серпухов21 сентября в парке имени Олега Степанова открылся XII городской Форум «Юные таланты земли Серпуховской».
23.09.2017 Администрация г. Серпухов
«Родному городу – с любовью» - в учреждениях образования отпраздновали День города - Администрация г. СерпуховВ преддверии Дня города в учреждениях образования прошли мероприятия, посвящённые празднику.
23.09.2017 Администрация г. Серпухов
Объявлены приказы первого этапа зачисления на программы магистратуры, на заочную форму, на бюджетные места - РГУТиСОбъявлены  приказы первого этапа зачисления на программы магистратуры, на заочную форму,
22.09.2017 РГУТиС
Четвертый год в рамках Международных Рождественских образовательных чтений Российский университет дружбы народов (далее РУДН) и Московская духовная академия (далее МДА РПЦ) проводят конференцию «Духовно-нравственная куль
22.09.2017 Духовная академия
Щёлковских педагогов-ветеранов поздравили в школе № 16 - Газета ВремяПоблагодарить за многолетний труд тех, кто на протяжении долгих лет учил юных щёлковцев, пришли глава Щёлковского района, член политсовета регионального отделения «Единой России» Алексей Валов,
22.09.2017 Газета Время
Московский государственный областной университет проводит программу укрепления сотрудничества с муниципальными образовательными учреждениями Московской области,
22.09.2017 МГОУ
Центр дополнительного профессионального образования открыл новый набор на программу «Инновационный менеджмент».
22.09.2017 МФТИ
Научно-исследовательская работа студентов – одно из обязательных направлений образовательного процесса.
22.09.2017 МГОУ
«Родному городу – с любовью» - в учреждениях образования отпраздновали День города - Администрация г. СерпуховВ преддверии Дня города в учреждениях образования прошли мероприятия, посвящённые празднику.
23.09.2017 Администрация г. Серпухов
Состоялось открытие XII городского Форума  «Юные таланты земли Серпуховской» - Администрация г. Серпухов21 сентября в парке имени Олега Степанова открылся XII городской Форум «Юные таланты земли Серпуховской».
23.09.2017 Администрация г. Серпухов
Администрация и Управляющий совет Лицея Троицка утвердил требования к форме одежды учащихся: повседневная одежда должна соответствовать "деловому стилю", иметь черный, серый, темно-бордовый, темно-синий,
23.09.2017 Troitsk.Ru
Орехово-зуевские студенты предложили спорт и искусство в качестве альтернативы наркотикам - Орехово-Зуевская правда
Орехово-зуевские студенты предложили спорт и искусство в качестве альтернативы наркотикам
Зональный семинар-практикум прошёл в Орехово-Зуевском железнодорожном техникуме в пятницу, 22 сентября,
Орехово-Зуевская правда
Всемирный день без автомобиля отпраздновали во второй школе - Газета Ключ
Всемирный день без автомобиля отпраздновали во второй школе
Здесь торжественно открыли автогородок, а школьников ждали интересные конкурсы в рамках мероприятия «Безопасное колесо».
Газета Ключ
«Школьным порталом» от «Ростелекома» пользуются более 1,5 млн жителей Подмосковья - Пущинская среда
«Школьным порталом» от «Ростелекома» пользуются более 1,5 млн жителей Подмосковья
Единая система учёта успеваемости учащихся в Московской области «Школьный портал» от «Ростелекома» работает с 1 сентября 2015 года.
Пущинская среда
В Подольске в результате ДТП пострадал ребенок - SMINEWS в ПодольскеФото: из открытых источников Сегодня в 17.50 на участке дороги от поселка Быковка в сторону М2 произошло ДТП с участием 3 автомашин, в результате которого пострадал ребенок — пассажир.
22.09.2017 SMINEWS в Подольске
Ребенок пострадал в ДТП с участием трех машин - ТК КварцФото: огибдд мвд россии по г.о. подольск 22 сентября в 17.50 на участке дороги от п. Быковка в сторону М-2 "Крым" произошло ДТП с участием 3 автомашин, в результате которого пострадал ребенок.
23.09.2017 ТК Кварц
В Подмосковье при столкновении автомобиля с ж\д платформой погиб человек - РТВ-ПодмосковьеОдин человек погиб и двое пострадали в ДТП с иномаркой в Пушкинском районе Подмосковья, сообщает РИАМО со ссылкой на пресс-службу областного главка МВД.
23.09.2017 РТВ-Подмосковье
Чрезвычайные происшествия в Ступинском районе с 11 по 17 сентября - Ступинская панорама
Чрезвычайные происшествия в Ступинском районе с 11 по 17 сентября
С 11 по 17 сентября по линии Единой Дежурной Диспетчерской службы Ступинского района на номер «112» поступило 3538 звонков.
Ступинская панорама
Клинские полицейские задержали мужчину за неоднократное управление автомобилем в состоянии опьянения - Серп и Молот
Клинские полицейские задержали мужчину за неоднократное управление автомобилем в состоянии опьянения
18 сентября сотрудниками ГИБДД ОМВД России по Клинскому району у одного из домов в деревне Шарино за нарушение Правил дорожного движения был остановлен мотоцикл иностранного производства под управлением 33-летнего жителя
Серп и Молот
УФСБ России обнаружило амфетамин у люберчанки - Люберецкая панорама
УФСБ России обнаружило амфетамин у люберчанки
ЛЮБЕРЦЫ. 21 сентября. INLUBERTSY.RU – УФСБ России по городу Москве и Московской области во взаимодействии с сотрудниками полиции пресечена противоправная деятельность гражданки РФ Ивановой О.А.
Люберецкая панорама
Репертуар на октябрь в "Театральном Ковчеге" - КопейкаВ этот четверг, 21 сентября, вас ждет классика — «ОТЛИЧНАЯ ПАРТИЯ» /по комедии «Свадьба Кречинского»/ Актуальна ли классика сегодня?
23.09.2017 Копейка
Зарайские библиотеки готовы к «Перезагрузке» - За новую жизньКак сообщила директор МБУК «Централизованная библиотечная система» Нина Косова,
23.09.2017 За новую жизнь
Подольск примет Всероссийский хоровой фестиваль - ТК КварцВ Культурно-просветительском центре «Дубровицы» 23-24 сентября состоится окружной этап Всероссийского хорового фестиваля.
22.09.2017 ТК Кварц
«Богатырские забавы» на Городке - Звенигородские ведомости
«Богатырские забавы» на Городке
На территории Звенигородского кремля (Городка) перед собором Успения Пресвятой Богородицы состоялся традиционный праздник «Богатырские забавы», который приурочен к годовщине победы русских воинов в битве на Куликовом поле.
Звенигородские ведомости
Дайджест мероприятий на 23-24 сентября и последующую неделю в Звенигороде - Звенигородские ведомости
Дайджест мероприятий на 23-24 сентября и последующую неделю в Звенигороде
Редакция «ЗВ» составила дайджест интересных событий, которые пройдут в Звенигороде в выходные дни 23 и 24 сентября, а также на следующую неделю.
Звенигородские ведомости
Афиша	с 25 сентября по 01 октября - Долгие Пруды
Афиша с 25 сентября по 01 октября
«ПАРК КУЛЬТУРЫ И ОТДЫХА» (ул. Спортивная и ул. Ак. Лаврентьева, ул. Молодежная) 25.09.
Долгие Пруды
Лучший спасатель Подмосковья - Газета ФактВ целях повышения профессионального мастерства и выявления лучших работников противопожарно-спасательной службы Московской области 20 сентября на базе учебного центра ГКУ МО «Мособлпожспас» в Люберцах прошел смотр-конкур
22.09.2017 Газета Факт
Завтра отправляемся в Сокольники - ФК ХимкиВ воскресенье химчанам предстоит нанести визит второй команде московского «Спартака» в рамках 15-го тура ФОНБЕТ-Первенства России по футболу ФНЛ в Сокольники.
23.09.2017 ФК Химки
Стадион «Труд» Городского округа Подольск 23 сентября станет эпицентром большого спортивного праздника – Кубка ГТО - Администрация г.ПодольскВ эту субботу, 23 сентября, впервые в Московской области подольский стадион «Труд» станет эпицентром большого спортивного праздника – Кубка ГТО, в котором примут участие 25 спортивных команд.
22.09.2017 Администрация г.Подольск
Тренируйся... по интернету - Газета Маяк
Тренируйся... по интернету
Впервые Федерация Воркаут Пушкинского района присоединилась к областной онлайновой образовательно-тренировочной акции.
Газета Маяк
Соревнования по адаптивному детскому роллер-спорту пройдут в Подмосковье 23 сентября - Орехово-Зуевская правда
Соревнования по адаптивному детскому роллер-спорту пройдут в Подмосковье 23 сентября
Первые в Московской области "Старты мечты" по адаптивному роллер-спорту для детей с ограниченными возможностями здоровья пройдут в подмосковном Одинцове в парке отдыха имени Ларисы Лазутиной 23 сентября,
Орехово-Зуевская правда
Победы и поражения недели - Городской ритм
Победы и поражения недели
Футбол в нашем городе, пожалуй, самый любимый и уважаемый вид спорта. Из года в год проводится рекордное количество соревнований, турниров и кубков.
Городской ритм
Октябрьский. Мусор обнаружили на Дорожной улице - Люберецкая панорамаЛЮБЕРЦЫ. 23 сентября. INLUBERTSY.RU - Продолжаются рейды по выявлению нарушителей, которые незаконно выбрасывают мусор в Октябрьском, сообщает Люберецкое информагентство.
23.09.2017 Люберецкая панорама
«Царицыно» станет площадкой фестиваля «Круг света» - ТК КварцФото: сайт мэра Москвы С 23 по 27 сентября парк «Царицыно» в рамках фестиваля «Круг света» предстанет для посетителей в новом сказочном свете.
23.09.2017 ТК Кварц
Раменский офис "МособлЕИРЦ" переходит на новый график работы - Газета РодникСо 2 октября 2017 года Раменский офис «МособлЕИРЦ» переходит на следующий график работы: Понедельник – пятница: с 8.00 до 18.00 без перерыва Суббота:
23.09.2017 Газета Родник
В Пушкино отметили Всемирный день без автомобиля - Газета МаякВ пятницу, в рамках Всемирного дня без автомобиля, пушкинская команда велоэкстремалов «УспехCru» устроила флешмоб в Центральном парке культуры и отдыха.
22.09.2017 Газета Маяк
С парада - на трудовой фронт - Газета МаякШумной колонной в 31 мотор завершился смотр техники коммунальных хозяйств, который накануне выходных состоялся на Советской площади.
22.09.2017 Газета Маяк