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
Лучших выпускников ГСГУ-2017 работодатели узнают в лицо - Kolomna-Spravka.RuВуз из Коломны составил и опубликовал на своем сайте рейтинг выпускников 2017 года.
21.07.2017 Kolomna-Spravka.Ru
В поисках детского счастья - Щёлковский районСостоялось закрытие второй смены в детском лагере «Лесная сказка». Вот и закончилась вторая познавательная смена «В поисках детского счастья» в детском оздоровительном лагере «Лесная сказка».
21.07.2017 Щёлковский район
В ЛИЦЕЕ СОРЕВНОВАЛИСЬ ЮНЫЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЫ В КОНКУРСЕ НА РАЗГАДЫВАНИЕ ТАЙН ПРИРОДЫ - Ленинская ШатураПо традиции в каждом городском оздоровительном лагере в течение смены устраивается развлекательное мероприятие для отдыхающих из других лагерей.
21.07.2017 Ленинская Шатура
В Звенигороде продолжается подготовка образовательных организаций к новому учебному году - Звенигородские ведомостиКак рассказал руководитель Комитета образования Дмитрий Шиков, помимо школ и учреждения дополнительного образования на данный момент идет ремонт в четырех детских садах.
21.07.2017 Звенигородские ведомости
25 июля состоится пресс-конференция по итогам ЕГЭ в Подмосковье - Серебряно-Прудский вестникПресс-конференция министра образования Московской области Марины Захаровой, посвященная подведению итогов основного периода ЕГЭ-2017, состоится в пресс-центре информационного агентства "Интерфакс" (Москва, ул.
21.07.2017 Серебряно-Прудский вестник
В Ногинске проходит профотбор на командно-инженерный факультет - Академия МЧСВ Ногинский спасательный центр МЧС России продолжают прибывать кандидаты на поступление в Академию гражданской защиты.
21.07.2017 Академия МЧС
Бумаги подписание - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области Около 100 рабочих мест появится в Научно-исследовательском инженерном институте в Балашихе в 2017 году,
21.07.2017 Правительство Московской области
18 июля состоялась лекция-тренинг, посвященная вопросам детской ревности - Звенигородские ведомости18 июля в арт-салоне Звенигородской центральной библиотеки при поддержке администрации городского округа Звенигород и общественного движения «Всем добра» состоялась лекция-тренинг,
21.07.2017 Звенигородские ведомости
Воспитанники Школы хореографических дисциплин «Малахит» вернулись с Международного конкурса, который проходил в Болгарии.
21.07.2017 Oz-on.Ru
Рождение электропоездов увидели на ДМЗ воспитанники оздоровительной площадки «Алые паруса» - Орехово-Зуевская правдаС экскурсией на Демиховском машиностроительном заводе побывали воспитанники детской оздоровительной площадки «Алые паруса» при Орехово-Зуевском комплексном центре социального обслуживания населения» деревни Дровосеки в среду,
20.07.2017 Орехово-Зуевская правда
Форум «Я — гражданин Подмосковья» планируют сделать открытым для школьников - Орехово-Зуевская правдаПроведение форума «Я — гражданин Подмосковья» могут перенести из Егорьевска в парк «Патриот» в Одинцовском районе, сделав мероприятие открытым для посещения школьников,
20.07.2017 Орехово-Зуевская правда
18 июля состоялась лекция-тренинг, посвященная вопросам детской ревности - Звенигородские ведомости18 июля в арт-салоне Звенигородской центральной библиотеки при поддержке администрации городского округа Звенигород и общественного движения «Всем добра» состоялась лекция-тренинг,
21.07.2017 Звенигородские ведомости
Дмитрий Шиков провел инспекционный выезд в образовательные организации Звенигорода - Звенигородские ведомости
Дмитрий Шиков провел инспекционный выезд в образовательные организации Звенигорода
Как сообщает Комитет образования городского округа Звенигород, 19 июля руководитель комитета Дмитрий Шиков провел инспекционный выезд в образовательные организации городского округа Звенигород.
Звенигородские ведомости
Всероссийская спортивная образовательная игра «Защитники, вперед!» прошла в детском оздоровительном лагере «Орленок» - Новые рубежи
Всероссийская спортивная образовательная игра «Защитники, вперед!» прошла в детском оздоровительном лагере «Орленок»
Мероприятие проходило в рамках Года гражданской обороны и детской оздоровительной кампании, его организаторами выступили сотрудники МЧС России при участии инспекторов ОГИБДД МУ МВД России «Одинцовское».
Новые рубежи
Сотрудники института белка выбрали директора - Пущинская среда
Сотрудники института белка выбрали директора
В институте белка 15 июля проходили выборы директора. На должность руководителя исследовательского учреждения претендовали три кандидата.
Пущинская среда
12 ДТП произошло в Подмосковье 20 июля - ТК КварцЗа прошедшие сутки, 20 июля, на дорогах Московской области произошло 12 дорожно-транспортных происшествий, сообщает пресс-служба ГУ МЧС РФ по Московской области.
21.07.2017 ТК Кварц
11 пожаров произошло в Подмосковье 20 июля - ТК КварцЗа прошедшие сутки, 20 июля, в области произошло 11 пожаров: 11 техногенных, природных нет, сообщает пресс-служба ГУ МЧС РФ по Московской области.
21.07.2017 ТК Кварц
Водитель сбил пешехода и скрылся с места ДТП в Рузском округе - Красное знамяДевятилетний житель Рузы попал под колеса автомобиля возле дома №53 по улице Социалистической.
21.07.2017 Красное знамя
Дети получили травмы на детской площадке - Копейка
Дети получили травмы на детской площадке
Двое детей получили травмы на детской площадке на улице Валовая в Сергиевом Посаде.
Копейка
Кто видел, кто знает! Наезд на пешехода! - Новые рубежи
Кто видел, кто знает! Наезд на пешехода!
В деревне Капань совершен наезд на пешехода. 28 июня 2017 года примерно в 22 часа 30минут в деревне Капань Одинцовского района в СНТ «Урожай» около дома 1 был совершен наезд на пешехода.
Новые рубежи
Серпуховичей задержали в Балабанове - Ока Инфо
Серпуховичей задержали в Балабанове
Злата Орлова Группе воришек, орудовавшей в Калужской области, светит до пяти лет тюрьмы   Шесть отечественных автомобилей оказались жертвами грабителей в ночь с 17 на 18 июля в городе Балабаново.
Ока Инфо
Нет описания - Газета ОсноваКогда попадаешь в ситуацию, мягко говоря, непредвиденную... Если случается вдруг «вляпаться в историю» или банально – завязнуть в снегу или в грязи, важно помнить, что спустя какое-то время вспоминать об этом будешь,
21.07.2017 Газета Основа
Карина ПЕТРОВСКАЯ: «Доигрываю все мамины роли» - Люберецкая газетаПри поддержке Министерства культуры Российской Федерации предстоящей осенью в Москве пройдёт II Всероссийский фестиваль музыкальных театров «Видеть музыку».
21.07.2017 Люберецкая газета
Воробьев Ступино день поля дом культуры - Правительство Московской областиИсточник: Пресс-служба Губернатора Московской области, Анастасия Осипова Губернатор Московской области Андрей Воробьев 20 июля посетил с рабочим визитом городской округ Ступино,
20.07.2017 Правительство Московской области
Пущинская организация людей с ограниченными возможностями отметила девятую годовщину - Пущинская среда
Пущинская организация людей с ограниченными возможностями отметила девятую годовщину
Свою 9-ю годовщину Пущинская городская организация Всероссийского общества инвалидов отметила в старинном городе Коломна.
Пущинская среда
Победа «Калинки» на фестивале в Волгограде - Газета Встреча
Победа «Калинки» на фестивале в Волгограде
С отличным настроением вернулись из Волгограда  участники народного хореографического коллектива «Калинка» (ДК «Октябрь», руководитель Заслуженный работник культуры Московской области Ирина Яцкова,
Газета Встреча
Такое переименование - глумление над памятью патриарха Пимена - Копейка
Такое переименование - глумление над памятью патриарха Пимена
В администрации Сергиева Посада прошли публичные обсуждения по переименованию ул.
Копейка
Егорьевцы на футбольном  турнире SENI cup - Егорьевский Курьер№ 29 от 19 июля 2017 г. На прошлой неделе из Польши с традиционного турнира по мини-футболу Seni cup вернулась команда Егорьевского психо-неврологического интерната (ПНИ).
21.07.2017 Егорьевский Курьер
РОССИЯ - ШВЕЦИЯ: ПРОВЕРКА НА ПРОЧНОСТЬ - ФК РоссиянкаВ пятницу, 21 июля, женская национальная сборная России сыграет второй матч на групповом этапе Чемпионата Европы-2017 в Нидерландах.
21.07.2017 ФК Россиянка
А Вас я попрошу… прибраться! - Долгие Пруды У платформы Долгопрудная состоялось выездное совещание по вопросу содержания железнодорожной инфраструктуры.
21.07.2017 Долгие Пруды
Московская область – лучшая - Ленинская Шатура
Московская область – лучшая
КОМАНДА ОБЛАСТНОГО ПРАВИТЕЛЬСТВА И ГЛАВ МУНИЦИПАЛИТЕТОВ ЗАВОЕВАЛА КУБОК ГОСУДАРСТВЕННОЙ ДУМЫ ПО ФУТБОЛУ.
Ленинская Шатура
«Сатурн» сыграл свой первый матч против «Динамо» из города Брянск в первенстве ПФЛ зона «Центр» на домашнем стадионе в минувшую среду. - Газета Родник
«Сатурн» сыграл свой первый матч против «Динамо» из города Брянск в первенстве ПФЛ зона «Центр» на домашнем стадионе в минувшую среду.
«Сатурн» с победы начал новый сезон Для главного футбольного клуба Раменского района стартовал новый футбольный сезон.
Газета Родник
ОГИБДД ИНФОРМИРУЕТ - Дмитровский вестник
ОГИБДД ИНФОРМИРУЕТ
ОГИБДД УМВД России по Дмитровскому району, информирует, что в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 28 июня 2017 года N 761 "О внесении изменений в Правила дорожного движения Российской Феде
Дмитровский вестник
свет, лампочка, отключение света, свеча, Москва - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Анастасия Осипова К 1 августа в Подмосковье подготовят дорожную карту по решению проблем строящихся с долевым участием домов,
21.07.2017 Правительство Московской области
Свыше 200 тыс. жителей Подмосковья заключили договор на техобслуживание ВКГО с начала года - Правительство Московской областиИсточник: ©, пресс-служба заместителя председателя правительства Московской области Дмитрия Пестова В Московской области жители стали более ответственно относиться к безопасности при эксплуатации газового оборудования
21.07.2017 Правительство Московской области
В Раменском районе продолжает реализовываться государственная программа софинансирования текущего ремонта подъездов Московской области. - Газета РодникВ Раменском районе продолжает реализовываться государственная программа софинансирования текущего ремонта подъездов Московской области.
21.07.2017 Газета Родник
Стационарный телефон на рабочем месте в Региональном информационном агентстве Московской области (РИАМО). - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Александр Кожохин Горячая линия по росту тарифов жилищно-коммунального хозяйства работает для жителей Подмосковья, сообщает пресс-служба НП «ЖКХ Контроль Московской области».
21.07.2017 Правительство Московской области
Минэкологии: сергиево-посадское предприятие оштрафовано за загрязнение леса - Министерство экологии МОПосле вмешательства минэкологии административному наказанию подверглось АО «ГУ ЖКХ», которое эксплуатирует коммунальные объекты в Сергиево-Посадском районе.
21.07.2017 Министерство экологии МО