Ученые Из Московского физико-технического Института и Института радиотехники и радиоэлектроники РАН вместе С коллегами Из Технологического университета Тампере (Финляндия) создали оптоволокно С экстремально большим размером сердцевины, сохраняющее когерентные свойства света. Оно надобно Для создания мощных импульсных оптоволоконных лазеров, усилителей и поляризационных сенсоров. Их исследовательская работа обнародовано в последнем номере журнала Optics Express.
Для передачи информации оптоволокно используется уже более полувека. За этот период времени получилось достичь удивительных результатов по скорости и объему информации. Но связь далеко не единственная область, где можно и надо применять оптические волокна. Так, на текущий момент одним Из наиболее распространенных типов лазеров являются волоконные лазеры.
в них, как и в иных видах лазеров, есть резонатор - среда, которую свет много раз проходит в обоих направлениях. Из-за геометрических параметров волоконного резонатора пучок света на выходе может иметь лишь ряд строго определенных форм поперечного распределения интенсивности излучения, Так называемых поперечных мод резонатора. Естественным желанием является держать под контролем модовый состав света, к тому же на практике наиболее часто Ученые и инженеры желают получить лишь одну чистую фундаментальную моду, не изменяющуюся со временем.
Для поддержки одномодового режима работы волокно обязано состоять Из сердечника и оболочки - материалов С разными показателями преломления, к тому же толщина внутренней части, по которой распространяется излучение, составляет, как правило, не более 10 микрометров. При увеличении оптической мощности света, распространяющегося по волокну, увеличивается и число поглощаемой энергии, что приводит к изменению характеристик волокна, А именно, к примеру, происходит неконтролируемое исправление показателя преломления в материале, Из которого волокно изготовлено. А эти эффекты приводят к тому, что возникают паразитные нелинейные эффекты, дополнительные спектральные линии излучения и Так далее, что в большей мере ограничивает мощность передаваемых сигналов.
Для решения этой проблемы физики варьировали размеры диаметра сердцевины и оболочки вдоль длины волокна. При условии, что расширение волокна происходит адиабатически, то есть достаточно не быстро, можно уменьшить долю перекачиваемой в другие моды энергии до уровня ниже одного процента, даже При условии, что диаметр сердцевины волокна может достигать 100 мкм, что стало весьма 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 Ученые сделали оболочку волокна анизотропной. Внутренняя часть оболочки в сечении эллиптической формы, что приводит к тому, что резвость распространения света С различным направлением колебаний поля отличается. Процесс перекачки Из одной поляризационной моды в другую При такой структуре волокна на практике сходит на нет.
Для исследования свойств, связанных С поляризацией света в волокне, применялись способы когерентной рефлектометрии в частотной области. Суть метода состоит в том, чтобы завести в волокно определенный световой сигнал и потом детектировать сигнал, рассеянный в материале оптоволокна в обратном направлении. Из отраженного сигнала можно извлечь значительное число информации.
начальник исследования член-корреспондент РАН С. А. Никитов считает, что созданные образцы оптоволокна найдут использование не только в лазерных системах, Но и в волоконных датчиках, где исправление поляризационных характеристик заранее известно в зависимости от внешних условий, подобных как, к примеру, температура, давление, биологические и другие примеси.
Поисковая система nigma Каждый день нам приходится решать самые разные задачи
Вывоз бытовых отходов контейнером Каждый год в крупных городах обостряются такие проблемы, как утилизация мусора и его вывоз