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
Глава Подольска отменил решение о переезде вечерней школы в здание школы №27 - ТК КварцНакануне завершилось совещание в городской администрации по обращению инициативной группы родителей учеников школы №27.
17.08.2017 ТК Кварц
Готовность образовательных учреждений к новому учебному году проверил глава городского округа Павловский Посад - Павлово-Посадские известияГотовность лицея №2, школы №5 и школы-интерната к новому учебному году, а также качество школьного питания оценили участники объезда, который возглавил глава городского округа Павловский Посад Олег Соковиков.
16.08.2017 Павлово-Посадские известия
Казаки на репетиции парада Победы - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Александр Кожохин Участники заседания постоянной рабочей группы совета по делам казачества Московской области,
16.08.2017 Правительство Московской области
Глава Химок проверил готовность школ к новому учебному году - РТВ-ПодмосковьеГлава Химок Дмитрий Волошин проверил готовность школ муниципалитета к новому учебному году.
16.08.2017 РТВ-Подмосковье
Химкинские сторонники Партии проверили подготовку к учебному году лицея № 12 - Единая РоссияМуниципальное учреждение образования готово принять учеников Сегодня сторонники Партии проверили готовность к новому учебному году муниципального образовательного учреждения Лицей № 12.
16.08.2017 Единая Россия
ДК «Мечта» подарил сельским детям «Летнее настроение» - Чехов сегодняПодходят к концу летние каникулы, но сотрудники ДК «Мечта» с.Дубна намерены радовать детей до начала занятий в школе.
16.08.2017 Чехов сегодня
Научно-просветительский фестиваль «Пущинские Персеиды» приоткрыл тайны необъятного звёздного неба - Пущинская средаЗвёздное небо – такое далёкое и манящее, такое загадочное и открытое. Люди издревле наблюдают за красотой ночных светил, пытаясь найти ответы на тысячи вопросов.
16.08.2017 Пущинская среда
Строительство школы в микрорайоне №17А - Мытищинский районВ рамках строительного дня 16 августа глава г.о. Мытищи Виктор Азаров провёл выездное совещание по вопросу строительства гимназии №33 в микрорайоне №17А на проспекте Астрахова.
16.08.2017 Мытищинский район
Химкинские сторонники Партии  проверили подготовку к учебному году лицея № 12 - Единая Россия ХимкиСегодня сторонники Партии проверили готовность к новому учебному году муниципального образовательного учреждения Лицей № 12.
16.08.2017 Единая Россия Химки
Казаки на репетиции парада Победы - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Александр Кожохин Участники заседания постоянной рабочей группы совета по делам казачества Московской области,
16.08.2017 Правительство Московской области
Первый кубок выпускников МФТИ по парусному спорту - МФТИ2 сентября при поддержке администрации МФТИ, Физтех-Союза и Ассоциации студенческого парусного спорта состоится Первый кубок выпускников МФТИ по парусному спорту.
17.08.2017 МФТИ
В детском лагере «Орлёнок» прошёл конкурс рисунков - Коломенская правдаФото: Анна Запевалова В минувший четверг ребята, отдыхающие в лагере, смогли проявить свои способности в изобразительном искусстве и  блеснуть эрудицией в обществознании.
17.08.2017 Коломенская правда
Научно-просветительский фестиваль «Пущинские Персеиды» приоткрыл тайны необъятного звёздного неба - Пущинская среда
Научно-просветительский фестиваль «Пущинские Персеиды» приоткрыл тайны необъятного звёздного неба
Звёздное небо – такое далёкое и манящее, такое загадочное и открытое. Люди издревле наблюдают за красотой ночных светил, пытаясь найти ответы на тысячи вопросов.
Пущинская среда
Готовность образовательных учреждений к новому учебному году проверил глава городского округа Павловский Посад - Павлово-Посадские известия
Готовность образовательных учреждений к новому учебному году проверил глава городского округа Павловский Посад
Готовность лицея №2, школы №5 и школы-интерната к новому учебному году, а также качество школьного питания оценили участники объезда, который возглавил глава городского округа Павловский Посад Олег Соковиков.
Павлово-Посадские известия
Почти 30 детских садов Одинцовского района отремонтируют к новому учебному году - Новые рубежи
Почти 30 детских садов Одинцовского района отремонтируют к новому учебному году
Фото: Пресс-служба администрации Одинцовского муниципального района Партийный контроль за проведением работ осуществляется в рамках проекта «Детские сады - детям» К новому учебному году в Одинцовском районе отремон
Новые рубежи
Сотрудниками полиции УМВД России по Дмитровскому району задержаны двое жителей Московской области в возрасте 35 и 40 лет, подозреваемых в совершении серии краж из частных домов.
17.08.2017 МВД Московской области
9 пожаров произошло в Подмосковье 16 августа - ТК КварцЗа прошедшие сутки, 16 августа, в области произошло 9 пожаров: 9 техногенных, природных нет, сообщает пресс-служба ГУ МЧС РФ по Московской области.
17.08.2017 ТК Кварц
21 ДТП произошло в Подмосковье 16 августа - ТК КварцЗа прошедшие сутки, 16 августа, на дорогах Московской области произошло 21 дорожно-транспортных происшествия, сообщает пресс-служба ГУ МЧС РФ по Московской области.
17.08.2017 ТК Кварц
Водитель на Opel сбил пешехода на 1-ой Ударной - Копейка
Водитель на Opel сбил пешехода на 1-ой Ударной
За период, с 4 по 11 августа текущего года сотрудниками отдела ГИБДД УМВД России по Сергиево-Посадскому району зарегистрировано 115 ДТП с материальным ущербом,  а также три происшествия,
Копейка
Банду из 8 ореховозуевцев осудили за квартирное мошенничество - Орехово-Зуевская правда
Банду из 8 ореховозуевцев осудили за квартирное мошенничество
Орехово-Зуевский городской суд Московской области вынес обвинительный приговор по уголовному делу в отношении 8 местных жителей за то, что они используя подложные документы, завладели пятью квартирами, расположенными в Орехово-Зуеве,
Орехово-Зуевская правда
И ЕЩЁ РАЗ ПРО БДД… - Дмитровский вестник
И ЕЩЁ РАЗ ПРО БДД…
В минувшие выходные в Подмосковье на федеральных трассах был отмечен резкий всплеск ДТП с летальными исходами: погибло 18 чело-век, в том числе и дети… Ольга Ефимова - К счастью, на дорогах,
Дмитровский вестник
Люберецкие журналисты побывали на пресс-конференции у главы минимущества МО - Люберецкая панорамаЛЮБЕРЦЫ. 16 августа. INLUBERTSY.RU - Люберецкие журналисты приняли участие в пресс-конференции у главы минимвущества МО Андрея Аверкиева, которая состоялась 16 августа в агентстве Интерфакс, сообщает Люберецкое информагентство.
16.08.2017 Люберецкая панорама
Выставка «Кружева плету» будет работать в Подольске до 10 сентября - Подольский рабочийВыставка под названием «Кружева плету» открылась в Подольском выставочном зале 11 августа, на ней представлено 47 произведений, созданных в старинной и редкой технике коклюшечного кружева.
17.08.2017 Подольский рабочий
Строителей наградили в Подмосковье - Правительство Московской областиИсточник: Пресс-служба Губернатора Московской области Торжественное мероприятие, посвященное Дню строителя и 60-летию создания строительной индустрии Московской области, прошло 16 августа в доме правительства Подмосковья,
16.08.2017 Правительство Московской области
Учреждения культуры пройдут независимую проверку качества услуг - За новую жизнь
Учреждения культуры пройдут независимую проверку качества услуг
В Московской области 10 августа началась общественная проверка качества услуг 364 учреждений культуры, по итогам которой будет сформирован рейтинг, сообщает пресс-служба министерства культуры Подмосковья.
За новую жизнь
«ГОРОД» РАССКАЖЕТ О ГОРОДЕ - Долгие Пруды
«ГОРОД» РАССКАЖЕТ О ГОРОДЕ
Уникальный спектакль о жизни первых дирижаблистов ждет долгопрудненцев в новом театральном сезоне Пока жители Долгопрудного наслаждаются последними летними днями,
Долгие Пруды
Артефакты, найденные в ходе археологических раскопок в Звенигороде - Звенигородские ведомости
Артефакты, найденные в ходе археологических раскопок в Звенигороде
В последние годы под Звенигородом было обнаружено и изучено несколько типов археологических памятников, относящихся к разным эпохам: мезолитические и неолитические стоянки, поселения эпохи бронзового века,
Звенигородские ведомости
Двукратную чемпионку мира Марию Ласицкене встретили в аэропорту после ЧМ - Городские вестиТоржественный приём устроили подмосковной легкоатлетке Марии Ласицкене болельщики и журналисты в аэропорту Шереметьево.
16.08.2017 Городские вести
P1190138 - Администрация г.Орехово-ЗуевоВ рамках создания комфортной для жителей современной городской среды проводится благоустройство Центрального бульвара.
16.08.2017 Администрация г.Орехово-Зуево
Мост через реку - Правительство Московской областиИсточник: Министерство транспорта и дорожной инфраструктуры Московской области Ход строительства моста через Волгу в Дубне проинспектировал министр транспорта и дорожной инфраструктуры Московской области Игорь Тресков,
17.08.2017 Правительство Московской области
Зарайские футболисты проиграли чеховцам - За новую жизнь
Зарайские футболисты проиграли чеховцам
12 августа, в День рождения городского округа Зарайск, на районном стадионе прошли игры чемпионата Московской области среди мужских команд.
За новую жизнь
Топиарная фигура в виде сердца с голубями появилась у здания загса в Орехово-Зуеве - Орехово-Зуевская правда
Топиарная фигура в виде сердца с голубями появилась у здания загса в Орехово-Зуеве
В рамках благоустройства Центрального бульвара в Орехово-Зуеве установили две топиарные фигуры: у здания загса — в виде сердца с голубями, на площадке неподалеку — футбольный мяч,
Орехово-Зуевская правда
Строительство моста через р. Волга в г.о. Дубна вышло на новый уровень – министр Игорь Тресков - Долгие Пруды
Строительство моста через р. Волга в г.о. Дубна вышло на новый уровень – министр Игорь Тресков
Ход строительства моста через р. Волга в подмосковной Дубне проинспектировал министр транспорта и дорожной инфраструктуры Московской области Игорь Тресков.
Долгие Пруды
Все избирательные участки в Подмосковье готовы принять избирателей с инвалидностью - Ступинская панорамаИзбирательные участки в Подмосковье оборудованы для избирателей с ограниченными возможностями здоровья.
17.08.2017 Ступинская панорама
Пешеходную зону в Рузе планируют построить в 2018 году - Красное знамяФото: РИАМО, Анастасия Осипова Работы по строительству второй очереди пешеходной зоны в Рузе будут завершены в 2018 году, говорится в сообщении пресс-службы городской администрации.
17.08.2017 Красное знамя
Почти 811 тысяч жителей Подмосковья охвачено диспансеризацией с начала 2017 года - Лотошинский районС начала 2017 года диспансеризацией охвачено 810 743 жителя Подмосковья, на 112 тысяч человек больше числа обследованных за аналогичный период 2016 года,
17.08.2017 Лотошинский район
JPG Файл - МВД Московской области12 августа сотрудники ОМВД России по Чеховскому району в оздоровительном лагере «Звездочка» провели акцию «Зарядка со стражем порядка», приуроченную к Всероссийскому Дню физкультурника.
17.08.2017 МВД Московской области
Борьба с борщевиком в Подмосковье продолжается - Министерство сельского хозяйства МОЭффект в борьбе с борщевиком будет достигнут только тогда, когда и сельхозпроизводители, и дорожники, и местная администрация объединяться и начнут обрабатывать свои территории.
17.08.2017 Министерство сельского хозяйства МО