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
Центр «Шанс» получил медаль на Всероссийском форуме - Администрация г. СерпуховНа IV Всероссийском образовательном форуме «Проблемы и перспективы современного образования в России», который состоялся 26-29 апреля в Санкт-Петербурге,
21.05.2018 Администрация г. Серпухов
2 июля 2018 года в 9 часов в Малом актовом зале Московской духовной академии начнется заседание Ученого совета МДА,
21.05.2018 Духовная академия
Гексаборид самария задал ещё одну загадку теоретикам - МФТИФизикам из России и Украины удалось впервые зарегистрировать магнитный резонанс в кристалле гексаборида самария — топологического изолятора, перспективного для спиновой электроники.
21.05.2018 МФТИ
На базе Регионального центра компетенций государственного университета «Дубна» создано региональное учебно-методическое объединение по укрупненной группе профессий и специальностей 11.00.00 «Радиотехника,
21.05.2018 Университет Дубна
В период с 30 апреля по 12 мая 2018 года группа студентов факультета романо-германских языков проходила языковую стажировку в Институте иностранных языков и переводчиков в г. Мюнхен (SDI Muenchen). - МГОУСтуденты на обзорной экскурсии в г. Гмунд Студентам представилась возможность не только посещать учебные занятия в рамках прохождения языковых курсов,
21.05.2018 МГОУ
Научно-практическая конференция «Актуальные проблемы изучения и преподавания языка и литературы хинди». - МГОУ14 мая 2018 года в здании Института Стран Азии и Африки с успехом прошла Научно-практическая конференция «Актуальные проблемы изучения и преподавания языка и литературы хинди».
21.05.2018 МГОУ
Кадровый состав завода Mercedes в парке «Есипово» укомплектуют к ноябрю - РТВ-ПодмосковьеНабранные сотрудники проходят обучение в Солнечногорском колледже Кадровый состав нового завода Mercedes в Солнечногорском районе укомплектуют к ноябрю 2018 года.
21.05.2018 РТВ-Подмосковье
В городском округе Домодедово пройдут праздничные мероприятия, посвященные "Дню защиты детей".
21.05.2018 Администрация г. Домодедово
Подмосковные энергетики готовы обеспечить электроснабжение 274 пунктов проведения ЕГЭ - Правительство Московской областиИсточник: ©, пресс-служба заместителя председателя правительства региона Дмитрия Пестова Электросетевые компании Московской области доложили о полной готовности обеспечить надежное электроснабжение 274 пунктов проведе
21.05.2018 Правительство Московской области
Индустриальный парк - Правительство Московской областиИсточник: Министерство инвестиций и инноваций Московской области Индустриальный парк «Есипово-2» в Солнечногорском районе создадут к осени этого года, сообщает РИАМО со ссылкой на главу района Андрея Чуракова.
21.05.2018 Правительство Московской области
Сердца, в которых много света - Новые рубежиБолее 200 замещающих семей стали гостями праздника «День рождения Добра».
21.05.2018 Новые рубежи
Выпускник нашего времени - Истринские ВСетиВ Лицее города Дедовска состоялось собрание родителей будущих первоклассников.
21.05.2018 Истринские ВСети
Юные дарования блеснули талантами - Новые рубежи
Юные дарования блеснули талантами
В Государственном историко-литературном музее-заповеднике А.С. Пушкина 19 мая состоялся Межрегиональный творческий детский конкурс-фестиваль «Пушкин.
Новые рубежи
«Все взрослые были когда-то детьми» - Новые рубежи
«Все взрослые были когда-то детьми»
Финал ежегодного конкурса педагогов дополнительного образования под девизом «Сердце отдаю детям» состоялся в Одинцовском центре эстетического воспитания.
Новые рубежи
«МЕЛИХОВСКАЯ ВЕСНА» РАСЦВЕЛА - Чехов сегодня
«МЕЛИХОВСКАЯ ВЕСНА» РАСЦВЕЛА
Любовь Ермакова, Чеховское информагентство Вчера в усадьбе А.П.Чехова Мелихово, как всегда в самое красивое время года, в период буйного цветения сирени и каштанов,
Чехов сегодня
Благодаря люберецким спасателям трехлетняя девочка не выпала из окна 7 этажа - Люберецкая панорамаЛЮБЕРЦЫ. 20 мая. INLUBERTSY.RU - Спасатели Люберецкого ТУ ГКУ МО «Мособлпожспас» 232 пожарно-спасательной части предотвратили падение трехлетнего ребенка с козырька окна 7-го этажа в Октябрьском,
20.05.2018 Люберецкая панорама
Пьяного на мопеде поймали в Рузском округе - Красное знамяСотрудники  ГИБДД 14 мая на шоссе Руза – Волоколамск остановили мопед без государственных номеров.
21.05.2018 Красное знамя
На владельца участка в Подольске подали в суд за нарушение предписаний Россельхознадзора - Подольский рабочийРоссельхознадзор по Москве, Московской и Тульской областям у собственника земельного участка Подольска выявил повторное нарушение предписаний по восстановлению нарушенных земель © сайт СК РФ Россельхознадзор по Москве,
21.05.2018 Подольский рабочий
Центру инновационного творчества молодежи в Реутове выдано заключение о соответствии - Долгие Пруды
Центру инновационного творчества молодежи в Реутове выдано заключение о соответствии
Главным управлением государственного строительного надзора Московской области выдано заключение о соответствии Центру инновационного творчества молодежи, расположенному на ул.
Долгие Пруды
Более чем в 10 люберецких домах нарушены несущие конструкции - Люберецкая панорама
Более чем в 10 люберецких домах нарушены несущие конструкции
ЛЮБЕРЦЫ. 21 мая. INLUBERTSY.RU - Местные разрушения облицовки, трещины в штукатурке, повреждение несущих конструкций балконов и водосточных труб выявлены в 14 домах, больше всего их на территории городского округа Люберцы,
Люберецкая панорама
Клинские полицейские задержали жительницу Москвы за неоднократное управление автомобилем в состоянии опьянения - Серп и Молот
Клинские полицейские задержали жительницу Москвы за неоднократное управление автомобилем в состоянии опьянения
Сотрудниками ГИБДД ОМВД России по г.о. Клин у одного из домов в поселке Зубово за нарушение Правил дорожного движения был остановлен автомобиль иностранного производства под управлением 42-летней жительницы города Москвы.
Серп и Молот
«Ночь музеев – 2018» - Дмитровский вестникВ Дмитровском районе прошла Всероссийская акция «Ночь музеев». Традиционна она проводится во всей стране в третью субботу мая.
21.05.2018 Дмитровский вестник
Образцовый хореографический коллектив "Журавушка" подтвердил своё звание 19 мая - Орехово-Зуевская правдаВ эту субботу в Доме культуры на площади Пушкина в Орехово-Зуеве прошёл концерт образцового хореографического коллектива "Журавушка" на подтверждение звания,
21.05.2018 Орехово-Зуевская правда
Полицейские г. Дмитров раскрыли угон автомобиля - Дмитровский районВ Дежурную часть УМВД России по Дмитровскому району поступило заявление от 27-летнего местного жителя о том, что неизвестный совершил угон его автомобиля иностранного производства,
21.05.2018 Дмитровский район
Первые лауреаты «Славянских встреч» - Газета Факт
Первые лауреаты «Славянских встреч»
Более 100 заявок поступило от желающих участвовать в музыкальном конкурсе, который проводится в рамках Международного фестиваля литературы и искусства «Славянские встречи – 2018».
Газета Факт
Городская афиша с 21 по 27 мая - Долгие Пруды
Городская афиша с 21 по 27 мая
Афиша мероприятий в Долгопрудном 21 по 27 мая. «ПАРК КУЛЬТУРЫ И ОТДЫХА»  (Центральный парк, парк на ул.
Долгие Пруды
Увлекательно, зрелищно, познавательно! - Газета Факт
Увлекательно, зрелищно, познавательно!
В 12-й раз в России проходит всероссийская культурно-просветительская акция с интригующим названием «Ночь музеев».
Газета Факт
Гандбольный клуб «Чеховские медведи» держит первенство - Городские вестиГандбольный клуб «Чеховские медведи» во втором матче финальной серии чемпионата России одержал победу над московским «Спартаком» (35:29) Минспорта МО Спорт  Подмосковная команда стала 17-кратным победителем росс
21.05.2018 Городские вести
Зимний Байкал Тамары Добролюбовой - Новые рубежиВ Московском доме национальностей проходит фотовыставка нашей землячки из Одинцова.
21.05.2018 Новые рубежи
Дворцовый приём у Пиковой дамы - Новые рубежиВ усадьбе Вязёмы Государственного историко-литературного музея-заповедника А.С.
21.05.2018 Новые рубежи
Сезон работы летних кинотеатров Московской области открылся в Реутове - Газета Реут
Сезон работы летних кинотеатров Московской области открылся в Реутове
Сезон работы летних кинотеатров Московской области открылся в Реутове 18 мая показом фильма Данилы Козловского «Тренер».
Газета Реут
Легкоатлетическая спартакиада среди воспитанников детских садов прошла в Пущине - Пущинская среда
Легкоатлетическая спартакиада среди воспитанников детских садов прошла в Пущине
Где, как не на соревновании, ребята могут продемонстрировать свои возможности и увидеть результаты других участников?
Пущинская среда
Спортсменки и просто красавицы: гимнастки «Спартак-Орехово» снова первые - Орехово-Зуевская правда
Спортсменки и просто красавицы: гимнастки «Спартак-Орехово» снова первые
На Межрегиональном турнире по художественной гимнастике в Рязани гимнастки из Орехово-Зуева показали отличные результаты,
Орехово-Зуевская правда
IMG 9067 - Администрация г. ПущиноВопросы благоустройства, планы по восстановлению детских площадок, работы, предполагаемые в зоне отдыха у воды, – вот лишь часть тем, с которыми через телепрограмму «ТВС Пущино» обратились пущинцы к главе города.
21.05.2018 Администрация г. Пущино
Индустриальный парк - Правительство Московской областиИсточник: Министерство инвестиций и инноваций Московской области Индустриальный парк «Есипово-2» в Солнечногорском районе создадут к осени этого года, сообщает РИАМО со ссылкой на главу района Андрея Чуракова.
21.05.2018 Правительство Московской области
Конкурс на получение грантов для семейных животноводческих ферм стартовал в Подмосковье - Правительство Московской областиИсточник: Пресс-служба Губернатора Московской области, Денис Трудников В Подмосковье объявили конкурс на получение грантов для развития семейных животноводческих ферм, общая сумма грантов составит 158 миллионов рублей,
21.05.2018 Правительство Московской области
Сотрудники МУ МВД России «Серпуховское» совместно с членом Общественного совета при МУ МВД Сергеем Виноградовым с целью привлечения внимания подрастающего поколения к спорту посетили Социально-реабилитационный центр для
21.05.2018 МВД Московской области
В Коломне выступит хор из тысячи человек - Министерство культуры МО24 мая во всех субъектах Российской Федерации состоится День славянской письменности и культуры.
21.05.2018 Министерство культуры МО