Архив выпусков

22–24 февраля 2019 года в пос. Куликовка Пермского края на базе Пермской научно-производственной приборостроительной компании (ПНППК) была проведена стратегическая сессия по формированию кластера «Светоника».

В качестве базового концепта для сессии был выбран концепт «полного технологического пакета», в качестве формата проведения – формат «Стратегического экспертного сообщества “Усть-Качка”», позиционируемого рядом экспертов как «фабрика мысли нового поколения»[1]. Экспертный пул включал ведущих специалистов ПНППК, обеспечивающих работу инновационно-производственного кластера «Фотоника»; представителей головных российских научных учреждений по направлению «Фотоника»; представителей федеральных органов власти, ответственных за формирование отраслевой и кластерной политики в РФ; корпоративного и банковского сообщества (ВЭБ), а также экспертов-синтетиков (системщиков УК).

Андреев А.Г.
Генеральный директор ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», Пермь, Россия. 

Золотарев Д.Ю.
Руководитель экспертного сообщества УК, федеральный эксперт, Пермь, Россия.

Переслегин С.Б.
Научный руководитель проектной группы «Знаниевый реактор», федеральный эксперт, Пермь, Россия.

Проведено экспериментальное исследование и продемонстрирована математическая модель влияния изгибов на спектральное пропускание одномодового оптического волокна. На основе полученных данных подтверждена теория о том, что в волокне между основной распространяющейся модой и оболочечной модой возникает разность хода, и в результате их интерференции наблюдается как усиление, так и ослабление мощности излучения.

Ключевые слова: изгибные потери, одномодовое оптическое волокно, интерференция мод.

Мосунова И.Д.
Магистрант Пермского национального исследовательского политехнического университета, Пермь, Россия, e-mail: sergey.zy@gmail.com.

Селезнев Д.А.
Магистрант Пермского национального исследовательского политехнического университета, Пермь, Россия, e-mail: sergey.zy@gmail.com.

Ременникова М.В.
Младший научный сотрудник лаборатории фотоники Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН, Пермь, Россия, e-mail: sergey.zy@gmail.com.

1. Былина М.С., Халилов М.Н. Теоретическое и экспериментальное исследование потерь в изогнутых оптических волокнах // Труды учебных заведений связи. – 2017. – Т. 3, № 2.

2. Бурков В.Д. Физико-технологические основы волоконно-опти­че­ской техники: учеб. пособие. – М., 2007. – 222 с.

3. Механизмы потерь в одномодовых волоконно-оптических линиях связи: учеб. пособие / А.Б. Васильев [и др.]. – М., 2016. – 43 с.

4. Листвин А.В., Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон: учеб. пособие. – М., 2005. – 208 с.

5. ГОСТ Р МЭК 60793-1-47–2014. Волокна оптические. Ч. 1–47. Методы измерений и проведение испытаний. Потери, вызванные макроизгибами. (Введ. 2015-03-03). – М., 2015. – 12 с.

6. Cивухин Д.В. Общий курс физики. Оптика. – М., 1985. – Т. 4. – 744 с.

В статье разработана схема проверки целостности волоконно-оптической цепи методом обратных отражений. В схеме использовались многомодовые волоконные разветвители, оптическое волокно доставки и узел ввода с напыленным на конце диэлектрическим зеркалом. Приведены рецепт и модель светоотражающего диэлектрического покрытия. Проведены испытания силового лазерного диода в критических температурных условиях. Данная методика находит применение в горнодобывающей промышленности при инициации взрывчатых веществ лазерным излучением.

Ключевые слова: градиентная линза, GRIN-линза, оптическое волокно, диэлектрическое покрытие, лазерный диод, узел ввода, оптический детонатор, горнодобывающая промышленность, обратные отражения.

Гаранин А.И.
Аспирант направления «Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии» Пермского национального исследовательского политехнического университета, инженер-иссле­до­ватель Пермской научно-производственной приборостроительной компании, Пермь, Россия, e-mail: kigaranin@yandex.ru.

Токарева Я.Д.
Студентка бакалавриата направления «Фотоника и оптоинформатика» Пермского национального исследовательского политехнического университета, инженер-конструктор Пермской научно-производст­вен­ной приборостроительной компании, Пермь, Россия, e-mail: yanoti@yandex.ru.

1. Варенышев Б.В. Солдату о подрывном деле. – М.: Воен. изд-во Мин-ва обороны СССР, 1956. – 24 с.

2. Волков В.Г. Твердотельные лазеры с накачкой мощными лазерными диодами, используемые в системах обеспечения безопасности // Системы управления, связи и безопасности. – 2016. – № 2. – С. 142–161.

3. Леоненко Н.А. Разработка способов и средств повышения эффективности и безопасности взрывных работ на карьерах: дис. … канд. техн. наук (25.00.20) / РАН. – Хабаровск, 2002. – 126 с.

4. Линейка оптических кабелей связи для подвески и прокладки в грунт типа ИКВ [Электронный ресурс]. – URL: http://insystem-company.ru/new_g_catalog.php?sort=kintegra_vnutri&show=20&tech=true#t20 (дата обращения: 21.02.19).

5. Провод ВП 2´0,8 [Электронный ресурс]. – URL: https://bystrokabel.ru/item/vp/vp-2h0-8 (дата обращения: 21.02.19).

6. Власов С.В., Петров В.В., Шапочкин П.Ю. Использование полупроводниковых лазерных диодов в области низких температур // Вестник МГТУ. – 2016. – Т. 19, № 4. – С. 697–703.

7. Cushing David. Enhanced optical filter design. – Bellingham, Washington USA: SPIE, 2011. – 152 p.

8. Летов Д.А., Токарева Я.Д. Исследование остаточной поляризации излучения эрбиевого суперлюминесцентного волоконного источника для волоконно-оптического гироскопа // Прикладная фотоника. – 2018. – Т. 5, № 4. – С. 372–391.

9. Вотинов Г.Н., Токарева Я.Д. Датчик высоких температур на основе волоконных брэгговских решеток // Прикладная фотоника. – 2017. – Т. 4, № 3. – С. 222–229.

Предложена аналитическая оптомеханическая математическая модель амплитудного волоконно-оптического датчика вибрации, учитывающая геометрические, упругие и оптические параметры чувствительного элемента, который представляет собой сейсмическую массу, закреплённую на двух оптических волокнах. излучение из волокна в волокно передается через оборотную призму, в которой имеет место полное внутреннее отражение. Четверть поверхности призмы сделана непрозрачной для настройки интенсивности проходящего излучения при колебаниях. В рамках геометрической оптики и линейной теории света представлена методика расчета хода лучей в оптическом тракте чувствительного элемента датчика, а также их интенсивности. Принимая распределение мощности волокна-источника гауссовым, рассчитаны распределения мощности на торце волокна приёмника при различных углах наклона сейсмической массы. В рамках теории упругости рассматриваются колебания сейсмической массы на оптических волокнах, проведена оценка собственных частот, получены выражения для угла наклона при различных воздействиях на датчик. Показаны связи между изменением мощности проходящего сигнала, интенсивностью воздействия и виброускорением.

Ключевые слова: математическое моделирование датчика, волоконно-оптический датчик вибрации, амплитудная модуляция, полное внутреннее отражение, упругая деформация, изгибная жёсткость, резонансная частота.

Никулин И.Л.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Общая физика» Пермского национального исследовательского политехнического университета, Пермь, Россия, e-mail: nil@pstu.ru.

Сагирова А.Р.
Студентка Пермского национального исследовательского политехнического университета, Пермь, Россия, e-mail: a-sagirova@mail.ru.

1. Точечные волоконно-оптические датчики вибрации. – URL: https://i-sensor.ru/index.php/technology/tochechnye-volokonno-opticheskie-datchiki

2. Ростендер [Электронный ресурс]. – URL: http://rostender.info (дата обращения: 15.11.2018).

3. Магдеев Б.И., Формакидов Н.А., Денисенко Е.П. Компьютерная модель волоконно-оптического датчика для измерения поперечного давления на основе двухчастотного оптоэлектронного генератора // Инженерный вестник Дона. – 2018. – № 3.

4. Шардаков И.Н., Кошелева Н.А., Цветков Р.В. Экспериментальный и теоретический варианты термокомпенсации волоконно-оптических датчиков деформации // Прикладная фотоника. – 2017. – № 4. – С. 324–335.

5. Терентьев В.С., Симонов В.А. Метод моделирования асимметричного зеркала для дифракционного отражательного интерферометра в одномодовом волокне // Прикладная фотоника. – 2017. – № 2. – С. 107–120.

6. Абдуллина С.Р., Скворцов М.И., Немов И.Н. Исследование возможностей датчика деформации на основе волоконного интерферометра Фабри-Перо из двух брэгговских решёток // Прикладная фотоника. – 2015. – № 3. – С. 276–286.

7. Paritsky A., Modiin (IL); Alexander Kots, Ashdod (IL); YuiKahana, Rinatya (IL) Fiber OpicAccelrometer. Patent No.: US8,770,024 B1.

8. Mathieu Cloutier, Richelieu (CA); Jean Pronovost, St-Mathieu de Beloeil (CA); Marius Cloutier, Longueuil (CA). Patent Application Publication, 2007.

9. Бурдин В.А., Бурдин А.В. Результаты моделирования нелинейного маломодового распространения оптического импульса в волоконном световоде // Прикладная фотоника. – 2016. – № 3. – С. 309–320.

10. Математическое моделирование волоконных световодов типа «панда» / А.Г. Андреев [и др.] // Прикладная фотоника. – 2017. – № 3. – С. 208–211.

11. Филиппов А.Р. Колебания деформируемых систем. – М.: Машиностроение, 1970. – 733 с.

12. Measured and calculated bending stiffness of individual fibers / W.J. Fischer [et al.] // Conference Paper. – 2014. – URL: https://www.researchgate.net/publication/267909744.

Приводятся экспериментальные результаты по селективной записи однородных и неоднородных волоконных брэгговских решеток в выбранных сердцевинах специализированного 7-сердцевинного волоконного световода с полиимидным защитным покрытием. Селекция сердцевин достигалась за счет использования метода фемтосекундной поточечной записи, при которой поглощение одного лазерного импульса индуцирует изменение показателя преломления исключительно в выбранной области материала. С помощью описанного в работе метода был создан образец массива однородных брэгговских решеток в центральной и боковой сердцевинах световода, а также решетки с чирпованным и аподизованным профилем модуляции показателя преломления. Результаты работы открывают возможность создания многопараметрических датчиков физических величин и компактных векторных изгибных датчиков.

Ключевые слова: многосердцевинный волоконный световод, волоконная брэгговская решетка, модификация показателя преломления, фемтосекундная лазерная микрообработка.

Вольф А.А.
Младший научный сотрудник Новосибирского государственного университета, младший научный сотрудник Института автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия, е-mail: alexey.a.wolf@gmail.com.

Достовалов А.В.
Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Новосибирского государственного университета, старший научный сотрудник Института автоматики и электрометрии СО РАН, Новосибирск, Россия, е-mail: alexdost@gmail.com.

Семёнов С.Л.
Доктор физико-математических наук, директор Научного центра волоконной оптики Российской академии наук, Москва, Россия, е-mail: sls@fo.gpi.ru.

Журавлев С.Г.
Старший инженер Лаборатории технологии волоконных световодов Научного центра волоконной оптики РАН, Москва, Россия, е-mail: mazerator3000@yandex.ru.

Салганский М.Ю.
Кандидат химических наук, старший научный сотрудник Лаборатории технологии волоконных световодов Института химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН, Нижний Новгород, Россия, е-mail: misalgan@yandex.ru.

Егорова О.Н.
Кандидат физико-математических наук, и.о. старшего научного сотрудника Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия, е-mail: olga-egorova-sokol@mail.ru.

1. Saitoh K., Matsuo S. Multicore Fiber Technology // Vol. 34, no. 1. – P. 55–66.

2. Microwave signal delay line based on multicore optical fiber / O.N. Egorova, M.E. Belkin, D.A. Klushnik, S.G. Zhuravlev, M.S. Asta­povich, S.L. Semojnov // Phys. Wave Phenom. – 2017. – Vol. 25, no. 4. – P. 289–292.

3. Random Raman fiber laser based on a twin-core fiber with FBGs inscribed by femtosecond radiation / M.I. Skvortsov, S.R. Abdullina, A.A Wolf, A.V. Dostovalov, A.A. Vlasov, I.A. Lobach, S. Wabnitz, S.A. Babin // Opt. Lett. – 2019. – Vol. 44, no. 2. – P. 295.

4. Moore J.P., Rogge M.D. Shape sensing using multi-core fiber optic cable and parametric curve solutions // Vol. 20, no. 3. – P. 2967.

5. Shape Sensing Techniques for Continuum Robots in Minimally Invasive Surgery: A Survey / C. Shi, X. Luo, P. Qi, T. Li, S. Song, Z. Naj­dovski, T. Fukuda, H. Ren // IEEE Trans. Biomed. Eng. – 2017. – Vol. 64, no. 8. – P. 1665–1678.

6. Femtosecond point-by-point inscription of Bragg gratings by drawing a coated fiber through ferrule / A.V. Dostovalov, A.A. Wolf, A.V. Parygin, V.E. Zyubin, S.A. Babin // Opt. Express – 2016. – Vol. 24, no. 15. – P. 16232–16237.

7. Femtosecond writing of refractive index structures in multimode and multicore fibres / A.A. Wolf, A.V. Dostovalov, S. Wabnitz, S.A. Babin // Quantum Electron. – 2018. – Vol. 48, no. 12. – P. 1128–1131.

Цель работы состоит в разработке конструкции и технологии перестраиваемого резонатора волоконного ОИ на основе микрооптоэлектромеханической (МОЭМ) структуры. Описана схема нового варианта волоконного отражательного интерферометра (ОИ) с резонатором на основе МОЭМ-зеркала. Проведено моделирование основных электромеханических характеристик упругой балки, используемой в качестве заднего зеркала резонатора. Преимущество рассматриваемой схемы ОИ заключается в существенном упрощении технологии изготовления резонатора по сравнению с МОЭМ-интерферометром Фабри–Перо, так как одно из зеркал может быть непрозрачным и выполняться в виде металлической балки. Представленные экспериментальные исследования показывают, что на основе МОЭМ-элементов возможно достижение высоких частот перестройки резонансной длины волны резонатора во всем диапазоне области свободной дисперсии.

Ключевые слова: волоконный отражательный интерферометр, микрооптоэлектромеханическая структура.

Терентьев В.С.
кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Лаборатории волоконной оптики Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия, е-mail: terentyev@iae.nsk.su.

Коняшкин В.В.
Ведущий инженер-технолог Лаборатории тонкопленочных сегнетоэлектрических структур Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, россия, е-mail: valerian@iae.nsk.su.

Симонов В.А.
Инженер-программист Лаборатории волоконной оптики Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия, е-mail: simonovva@iae.sbras.ru.

Косцов Э.Г.
Доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник, заведующий Лабораторией тонкопленочных сегнетоэлектрических структур Федерального государственного бюджетного учреждения науки Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия, е-mail: kostsov@iae.nsk.su.

1. Троицкий Ю.В. Многолучевые интерферометры отраженного света. – Новосибирск: Наука, 1985. – 208 с.

2. Терентьев В.С. Многолучевые интерферометры в отраженном свете с «необращенной» аппаратной функцией // Автометрия. – 2009. – Т. 45, № 6. – С. 89–98. DOI: 10.3103/S8756699009060119

3. Terentyev V.S., Simonov V.A., Babin S.A. Multiple-beam reflection interferometer formed in a single-mode fiber for applications in fiber lasers // Optic Express. – 2016. – Vol. 24, no. 5. – P. 4512–4518. DOI:10.1364/OE.24.004512

4. Терентьев В.С., Симонов В.А. Волоконный отражательный интерферометр на основе диэлектрической дифракционной структуры для селекции мод волоконного лазера // Прикладная фотоника. – 2016. – Т. 3, № 3. – С. 321–330.

5. Super Structure Grating (SSG) for Broadly Tunable DBR Lasers / H. Ishii, Y. Tohmori, T. Tamamura, Y. Yoshikuni // IEEE photonics technologyletters. – 1993. – Vol. 4, no. 4. – Р. 393–395.

6. Demonstration of Vernier effect tuning in tunable twin-guide laser diodes / R. Todt, Th. Jacke, R. Laroy, G. Morthier, M.-C. Amann // IEE Proceedings – Optoelectronics. – 2005. – Vol. 152, no. 2. – P. 66–71. DOI: 10.1049/ip-opt:20045018

7. Косцов Э.Г. Состояние и перспективы микро- и наноэлектромеханики // Автометрия. – 2009. – Т. 45, № 3. – С. 3–52.

8. Monolithically integrated microspectrometer-on-chip based on tunable visible light MEMS FPI / A. Rissanen, U. Kantojärvi, M. Blomberg, J. Antila, S. Eränen // Sensors and Actuators. – 2012. – A 182. Р. 130–135. – URL: http://dx.doi.org/10.1016/j.sna.2012.05.023.

9. Fabrication of nanoscale metallic air-bridges by introducing a SiO2 sacrificial layer” / Y. Zhang, J. Liu, Y. Li, F. Yang // Materials Science in Semiconductor Processing. – 2007. – 10(4–5). – Р. 194–199. doi:10.1016/j.mssp.2007.11.004

10. Takamatsu H., Sugiura T. Nonlinear vibration of electrostatic MEMS under DC and AC applied voltage // International Conference on MEMS, NANO and Smart Systems, Banff, Alta., Canada. – 2005. – Р. 423–424. doi: 10.1109/ICMENS.2005.89

11. Пленочная электродинамика / В.Л. Дятлов, В.В. Коняшкин, Б.С. Потапов, С.И. Фадеев. – Новосибирск: Наука, Сиб. отдел., 1991. – 248 с.

Представлена тестовая система вибромониторинга с использованием в качестве чувствительного элемента амплитудного волоконно-оптического датчика, продемонстрирована ее работоспособность на двух вибростендах. Получены зависимости мощности от времени при вибрационном воздействии на чувствительный элемент. Результаты данной работы могут быть применимы для создания системы вибромониторинга.

Ключевые слова: вибродиагностика, вибромониторинг, волоконно-оптическая система вибромониторинга, амплитудный волоконно-оптический датчик вибрации, амплитудная мо­дуляция.

Бурдышева О.В.
Магистрант специальности «материалы и технологии волоконной оптики» Пермского национального исследовательского политехнического университета, младший научный сотрудник Лаборатории агробиофотоники Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук, Пермь, Россия, e-mail: burdyshevaolga@gmail.com.

Никулин И.Л.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Общая физика» Пермского национального исследовательского политехнического университета, Пермь, Россия, e-mail: nil@pstu.ru.

Шолгин Е.С.
Магистрант специальности «Материалы и технологии волоконной оптики» Пермского национального исследовательского политехнического университета, младший научный сотрудник Лаборатории агробиофотоники Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук, Пермь, Россия, e-mail: Faler01@yandex.ru.

1. Основы диагностики технических устройств и сооружений / Г.А. Бигус, Ю.Ф. Даниев, Н.А. Быстрова, Д.И. Галкин. – 2-е изд. – M.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. – 445 с.

2. Гаврилин А.Н., Мойзес Б.Б. Диагностика технологических систем: учеб. пособие. Ч. 2. − Томск: Изд-во Томск. политехн. ун-та, 2014. – 128 с.

3. Зусман Г.В., Барков А.В. Вибродиагностика: учеб. пособие. –М.: Спектр, 2011. – 214 с.

4. Патрикеев Л.Н., Левин В.Е.. Вибродиагностика машин и механизмов: учеб. пособие. – Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. техн. ун-та, 2010. – 108 с.

5. Баркова Н.А., Борисов А.А. Вибрационная диагностика машин и оборудования. Расчет основных частот вибрации узлов машин, параметров измерительной аппаратуры и практическая экспертиза. – СПб.: Изд. центр СПбГМУ, 2009. – 111 с.

6. Способы применения волоконно-оптических датчиков деформаций в системах мониторинга / А.А. Баутин, Ю.А. Свирский, А.В. Пан­ков, Р.В. Воронков // Прикладная фотоника. – 2018. – 3 4. – С. 391–407.

7. ГОСТ 30372–95. Совместимость технических средств электромагнитная. Термины и определения (аутентичен ГОСТ Р 50397–92). (Текст документа сверен по офиц. изд.). – М.: Изд-во стандартов, 2001.

8. Гончаренко И.А., Рябцев В.Н. Датчики контроля состояния инженерных и строительных конструкций на основе оптических волноводных структур // Вестник Командно-инженер. ин-та МЧС Республики Беларусь. – 2013. – № 2(18). – С. 118–132.

9. Шишкин В.В., Гранёв И.В., Шелемба И.С. Отечественный опыт производства и применения волоконно-оптических датчиков // Прикладная математика. – 2016. – № 1. – 61–75.

10. Возможности, задачи и перспективы волоконно-оптических измерительных систем в современном приборостроении / В.Б. Гармаш, Ф.А. Егоров, Л.Н. Коломиец, А.П. Неугодников, В.И. Поспелов // Спецвыпуск «Фотон-экспресс» – Наука. – 2005. – № 6. – С. 128–140.

11. Теоретические основы проектирования амплитудных волоконно-оптических датчиков давления с открытым оптическим каналом: монография / Е.А. Бадеева, А.В. Гориш, А.Н. Котов, Т.И. Мурашкина, А.Г. Пивкин. – М.: Изд-во МГУЛ, 2004. – 246 с.

12. Худяков И.В., Белоусов Е.В., Савчук В.П. Особенности проектирования амплитудных оптоволоконных датчиков // Научный вестник Херсон. гос. морской акад. – 2015. – № 1(12). – 244 с.

13. Никулин И.Л., Бурдышева О.В. Волоконно-оптическое устройство регистрации вибраций: пат. № 179547 Рос. Федерация; МПК G01P 15/02 (2013.01); заяв. 2017139623, 14.11.2017; опубл. 17.05.2018. Бюл. № 14.

14. Бурдышева О.В., Никулин И.Л. Амплитудный волоконно-оптический датчик вибрации // Фотоника. – 2019. – № 1. – С. 80–85.

15. Руссов В.А. Диагностика дефектов вращающегося оборудования по вибрацилнным сигналам. – Пермь, 2012.

На основе разработанного авторами чувствительного элемента реализован квази-распределенный волоконно-оптический датчик вибрации, предназначенный для определения наличия вибраций и их параметров в контролируемых точках. Представлены результаты измерений на экспериментальной схеме мультиплексирования, реализованной методом OTDR. Показаны принципиальная различимость датчиков и зависимость рефлектограммы от воздействия
вибрации.

Ключевые слова: волоконно-оптический датчик вибрации, квазираспределенный датчик, амплитудная модуляция, мультиплексирование датчиков.

Бурдышева О.В.
Магистрант специальности «материалы и технологии волоконной оптики» Пермского национального исследовательского политехнического университета, младший научный сотрудник Лаборатории агробиофотоники Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук, Пермь, Россия, e-mail: burdyshevaolga@gmail.com.

Никулин И.Л.
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Общая физика» Пермского национального исследовательского политехнического университета, Пермь, Россия, e-mail: nil@pstu.ru.

Шолгин Е.С.
Магистрант специальности «Материалы и технологии волоконной оптики» Пермского национального исследовательского политехнического университета, младший научный сотрудник Лаборатории агробиофотоники Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук, Пермь, Россия, e-mail: Faler01@yandex.ru.

1. Гончаренко И.А., Рябцев В.Н. Датчики контроля состояния инженерных и строительных конструкций на основе оптических волноводных структур // Вестник Командно-инженерного института МЧС Республики Беларусь. – 2013. – № 2(18). – С. 118–132.

2. Возможности, задачи и перспективы волоконно-оптических измерительных систем в современном приборостроении / В.Б. Гармаш, Ф.А. Егоров, Л.Н. Коломиец, А.П. Неугодников, В.И. Поспелов // Спецвыпуск «Фотон-экспресс». Наука. – 2005. – № 6. – С. 128–140.

3. Бусурин В.И., Носов Ю.Р. Волоконно-оптические датчики: Физические основы, вопросы расчета и применения. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 256 с.

4. Кузнецов В.П., Иванов А.А., Кудряшов Б.П. Проектирование средств измерения параметров технологических объектов на основе волоконно-оптических преобразователей: учеб. пособие. – Курган: Изд-во Курган. гос. ун-та, 2013. – 84 с.

5. Листвин А.В., Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон. – М.: ЛЕСАРарт, 2005. – 208 с.

6. Кульчин Ю.Н. Распределенные волоконно-оптические датчики и измерительные сети. – Владивосток: Дальнаука, 1999. – 283 с.

7. Оптический рефлектометр / В.Г. Воронин, О.Е. Наний, А.А. Кулик, А.Н. Туркин. – М., 2007. – 18 с.

8. Бурдышева О.В., Никулин И.Л. Амплитудный волоконно-опти­ческий датчик вибрации // Фотоника. – 2019. – № 1. – С. 80–85.

9. Никулин И.Л., Бурдышева О.В. Волоконно-оптическое устройство регистрации вибраций: пат. № 179547 Рос. Федерация. МПК G01P 15/02 (2013.01); заяв. 2017139623, 14.11.2017; опубл. 17.05.2018. Бюл. № 14.

10. Оборудование, приборы, инструменты для работы на ВОЛС (для работы с ВОК). Приборы для обслуживания волоконной оптики EXFO [Электронный ресурс]. – URL: https://www.exfo.com (дата обращения: 15.05.2019).

Представлена модель распространения ультракороткого оптического импульса в оптическом волокне с сохранением поляризации, базирующаяся на решении методом расщепления по физическим процессам системы связанных нелинейных уравнений Шредингера, записанных с учетом дисперсии до третьего порядка и рассеяния Рамана. Рассмотрен пример, для которого результаты вычислений сопоставлены с данными эксперимента.

Ключевые слова: оптическое волокно с сохранением поляризации, мода, маломодовый режим передачи, система связанных нелинейных уравнений Шредингера, эффект Керра, рассеяние Рамана, дисперсия, метод расщепления по физическим процессам.

Бурдин В.А.
Доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой «Линии связи и измерения в технике связи» Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики, Самара, Россия, е-mail: burdin@psati.ru.

Бурдин А.В.
Доктор технических наук, профессор кафедры «Линии связи и измерения в технике связи» Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики, Самара, Россия, е-mail: bourdine-av@psuti.ru.

1. Single-stage Yb:YAG booster amplifier producing 2.3 mJ, 520 fs pulses at 10 kHz / J. Pouysegur, F. Guichard, B. Weichelt, M. Delaigue, Y. Zaouter, C. Hönninger, E. Mottay, P. Georges, F. Druon // Proc. Advanced Solid State Lasers. – 2015. – hal-01359547.

2. 2.6 mJ energy and 81 GW peak power femtosecond laser pulse delivery and spectral broadening in inhibited coupling Kagome fiber / B. Debord, F. Gérôme, P.-M. Paul, A. Husakou, F. Benabid // Proc.CLEO. – 2015. – STh4L.7.pdf.

3. Stingl A. Femtosecond future // Nature Photonics. – 2010. – 4. – P. 158.

4. Sibbett W., Lagatsky A.A., Brown C.T.A. The development and application of femtosecond laser systems // Optics Express. – 2012. – Vol. 20, no. 7. – P. 6989–7001.

5. Comparison between theory and experiment of nonlinear propagation for 4.5-cycle optical pulses in a fused-silica fiber / N. Kara­sawa, S. Nakamura, R. Morita, H. Shigekawa, M. Yamashita // Nonlinear Opt. – 2000. – Vol. 24. – P. 133–138.

6. Measurements of Third-Order Dispersion Effects for Generation of High-Repetition-Rate, Sub-Three-Cycle Transform-Limited Pulses from a Glass Fiber / S. Nakamura, L. Li, N. Karasawa, R. Morita, H. Shigekawa, M. Yamashita // Japanese Journal of Applied Physics. – 2002. – Vol. 41, No. 3A. – P. 1369–1373.

7. Finite-Difference Time-Domain Calculation with All Parameters of Sellmeier's Fitting Equation for 12-fs Laser Pulse Propagation in a Silica Fiber / S. Nakamura, Y. Koyamada, N. Yoshida, N. Karasawa, H. Sone, M. Ohtani, Y. Mizuta, R. Morita, H. Shigekawa, M. Yamashita // IEEE Photon. Technol. Lett. – 2002. – Vol. 14, No. 4. – P. 480–482.

8. Nakamura S., Takasawa N., Koyamada Y. Comparison between Finite-Difference Time-Domaine Calculation with All Parameters of Sellmeier’s Fitting Equation and Experimental Results for Slightly Chirped 12 fs Laser Pulse Propagation in Silica Fiber // IEEE Journal of Lightwave Technology. – 2005. – Vol. 23, No. 2. – P. 855–863.

9. Extended Finite Difference Time Domaine Analysis of Induced Phase Modulation and Four-Wave Mixing between Two-Color Femtosecond Laser Pulses in a Silica Fiber with Different Initial Delays / S. Nakamura, N. Takasawa, Y. Koyamada, H. Sone, L. Xu, R. Morita, M. Yamashita // Japanese Journal of Applied Physics. – 2005. – Vol. 44, No. 10. – P. 7453–7459.

10. Nakamura S. Comparison between Finite-Difference Time-Domain Method and Experimental Results for Femtosecond Laser Pulse Propagation // Coherence and Ultrashort Pulse Laser Emission / Dr. F.J. Duarte (Ed.) // InTech. – 2010. – P. 449–442.

11. Agrawal G.P. Nonlinear fiber optic. – NY: Acad. Press, 2013. – 629 p.

12. A reliable split-step Fourier method for the propagation equation of ultrafast pulses in single-mode optical fibers / R. Deiterding, R. Glo­win­ski, H. Oliver, S. Poole // Journal of Lightwave Technology. – 2013. – Vol. 31, No. 12. – P. 2008–2017.

13. Marcuse D., Manyuk C.R., Wai P.K.A. Application of the Manakov-PMD equation to studies of signal propagation in optical fibers with randomly varying birefringence // Journal of Lightwave Technology. – 1997. – Vol. 15(9). – P. 1735–1746.

14. Mumtaz S., Essiambre R-J., Agrawal G.P. Nonlinear propagation in multimode and Multicore fibers: generalization of the Manakov equa­tions // Journal of Lightwave Technology. – 2013. – Vol. 31(3). – P. 398–406.

15. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические формулы. – М.: Наука, 1977. – 224 с.

16. Weideman J.A.C., Herbst B.M. Split-Step Methods for the Solution of the Nonlinear Schrödinger Equation // SIAM Journal on Numerical Analysis. – 1986. – Vol. 23(3). – P. 485–507.

17. Optimization of the split-step Fourier method in modeling optical-fiber communications systems / O.V. Sinkin, R. Holzlohner, J. Zweck, C.R. Menyuk // Journal of Lightwave Technology. – 2003. – Vol. 21(1). – P. 61–68.

18. On the Construction and Comparison of Difference Schemes / G. Strang // SIAM Journal on Numerical Analysis. – 1968. – Vol. 5(3). – P. 506–517.

19. Propagation technique for ultrashort pulses II: Numerical methods to solve the pulse propagation equation / V.C. Long, H.N. Viet, M. Trippen­back, K.D. Xuan // Comp. Meth. ScienceTechn. – 2008. – Vol. 14(1). – P. 13–19.

20. Бейтмен Г., Эрдейи А. Таблицы интегральных преобразо­ваний. Т. 1: Преобразования Фурье, Лапласа, Меллина. – М.: Наука, 1969. – 344 с.

21. Polarization Maintaining Fiber, Bow-Tie, 633-780 nm, 0.14-0.18 NA, Model: F-SPV. – URL: https://www.newport.com/p/F-SPV.

22. Krieg M.L. Absolute Heterodyne Interferometer for Strongly Aspherical Mirrors. – Doctoral thesis, 2004, 177 p. – URL: http://resolver.tudelft.nl/uuid:b4149e72-4a3e-4c2e-b6ba-76934129ce27.