Archive

Представлено экспериментальное исследование возможности изготовления матрицы субмикронных отверстий в пленке алюминия толщиной 100 нм, расположенной на кварцевой подложке, методом фемтосекундной лазерной абляции с использованием дифракционного оптического элемента (ДОЭ). Из одного луча с длиной волны 513 нм фемтосекундного лазера ДОЭ формирует матрицу независимых лучей (3×3), которые с помощью оптической системы фокусируются на пленку. Получены матрицы отверстий со средними размерами 800/550 нм по длинной/короткой оси отверстий и со среднеквадратичным отклонением 30 нм. Обсуждаются возможности дальнейшего развития метода.

Ключевые слова: фемтосекундная лазерная абляция; тонкие металлические пленки, дифракционный оптический элемент мультипликатор.

В.С. Терентьев
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории волоконной оптики Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия, е-mail: terentyev@iae.nsk.su.

А.В. Достовалов
Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник лаборатории волоконной оптики Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия, е-mail: dostovalov@iae.nsk.su.

В.П. Бессмельцев
Кандидат технических наук, заведующий лабораторией лазерной графики Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия, е-mail: bessmelt@iae.nsk.su.

М.А. Грачев
Доктор химических наук, академик РАН, главный научный сотрудник Лимнологического института Сибирского отделения Российской академии наук, Иркутск, Россия, е-mail: grachev@lin.irk.ru.

С.А. Бабин
Доктор физико-математических наук, член-корреспондент РАН, заведующий лабораторией волоконной оптики Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия, e-mail: babin@iae.nsk.su.

1. Plasmonic antennas and zero-mode waveguides to enhance single molecule fluorescence detection and fluorescence correlation spectroscopy toward physiological concentrations / D. Punj, P. Ghenuche, S.B. Moparthi, J. de Torres, V. Grigoriev, H. Rigneault, J. Wenger // WIREs Nanomed Nanobiotechnol. – 2014. – Т. 6. – Р. 268–282. DOI: 10.1002/wnan.1261

2. Taylor A.B., Zijlstra P. Single-Molecule Plasmon Sensing: Current Status and Future Prospects // ACS Sens. – 2017. – 2. – Р. 1103−1122. DOI: 10.1021/acssensors.7b00382

3. Levene M.J. Zero-Mode Waveguides for Single-Molecule Analysis at High Concentrations // Science. – 2003. – 299:682–6.

4. Real-Time DNA Sequencing from Single Polymerase Molecules / J. Eid, A. Fehr, J. Gray, K. Luong, J. Lyle, G. Otto [et al.] // Science. – 2009. – 323:133–8.

5. Parallel confocal detection of single molecules in real time / P.M. Lundquist [et al.] // Opt. Lett. – 2008. – 33. – 1026.

6. Single molecule fluorescence in rectangular nano-apertures / J. Wenger, P.-F. Lenne, E. Popov and H. Rigneault // Opt. Express. – 2005. – Vol. 13, No. 18. – Р. 7035–7044.

7. Bouchiat V., Esteve D. Lift-off lithography using an atomic force microscope // Appl. Phys. Lett. – 1996. – № 69. – Р. 3098. DOI: 10.1063/1.117317

8. Venkatakrishnan K., Tan B., Sivakumar N.R. Sub-micron ablation of metallic thin film by femtosecond pulse laser // Optics & Laser Technology. 2002. – Vol. 34. – Р. 575–578.

9. Ионин А.А., Кудряшов С.И., Самохин А.А. Абляция поверхности материалов под действием ультракоротких лазерных импульсов // УФН. – 2017. – 187. – С. 159–172.

10. Four-beam Interference Optical System for Laser Microstructuring Using Picosecond Laser / J. Noh, J. Lee, D. Shin, H. Sohn, J. Suh, and J. Oh // Journal of the Optical Society of Korea. – 2009. – Vol. 13, No. 1. – Р. 75–79. DOI: 10.3807/JOSK.2009.13.1.075

11. Fast fabrication of super-hydrophobic surfaces on polypropylene by replication of short-pulse laser structured molds / J. Bekesi, J.J.J. Kaakkunen, W. Michaeli, F. Klaiber, M. Schoengart, J. Ihlemann, P. Simon // Appl Phys A. – 2010. – 99: 691–695. DOI: 10.1007/s00339-010-5719-8

12. Ablation of microstructures applying diffractive elements and UV femtosecond laser pulses / J.J.J. Kaakkunen, J. Bekesi, J. Ihlemann, P. Simon // Appl Phys A. – 2010. – 101: 225–229. DOI: 10.1007/s00339-010-5824-8

13. Parallel fabrication of high-aspect-ratio all-silicon grooves using femtosecond laser irradiation and wet etching / Yanna Li1, Tao Chen, An Pan, Cunxia Li and Litie Tang // J. Micromech. Microeng. – 2015. – 25, 115001 (7 pp). DOI:10.1088/0960-1317/25/11/115001

14. Machining of sub-micron holes using a femtosecond laser at 800 nm / P. Pronko, S. Dutta, J. Squier, J. Rudd // Opt Commun. – 1995. – 114:106–10.

15. Достовалов А.В., Терентьев В.С., Бессмельцев В.П. Изготовление наноотверстий в тонкой алюминиевой пленке методом фемтосекундной лазерной абляции для одномолекулярной спектроскопии // Прикладная фотоника. – 2017. – Т. 4, № 1. – С. 22–37. DOI: 10.15593/2411-4367/2017.01.03

16. Дифракционный фокусирующий мультипликатор для параллельного секвенатора / В.П. Бессмельцев, П.С. Завьялов, В.П. Корольков, Р.К. Насыров, В.С. Терентьев // Автометрия. – 2017. – Т. 53, № 5. – С. 48–56.

17. Role of heat accumulation on the incubation effect in multi-shot laser ablation of stainless steel at high repetition rates / F.D. Niso, C. Gaudiuso, T. Sibillano, F.P. Mezzapesa, A.A. and P.M. Lugarà // Opt. Express. – 2014. – 22. – 12200–12210.

18. Accumulation effects in laser ablation of metals with highrepetition rate lasers / G. Raciukaitis, M. Brikas, P. Gecys, M. Gedvilas // Proc. SPIE 7005, High-Power Laser Ablation VII, 70052L (14 May 2008). DOI: 10.1117/12.782937

19. Femtosecond laser ablation of Al-Mg alloy in vacuum and air / Hong-qiang Dou, Cai-zhen Yao, Hao Liu, Yi Wan, Ren-jie Ding, Xiao-dong Yuan, Shi-zhen Xu // Applied Surface Science. – 2018. – 447. – 388–392.

20. О создании платформы для исследования нуклеиновых кислот (ДНК-секвенатора) / В.П. Бессмельцев, В.С. Терентьев, В.В. Вилейко, С.А. Бабин, А.М. Шалагин, А.В. Латышев, Д.А. Насимов, Л.И. Федина, Д.В. Пышный, П.Е. Воробьев, В.В. Анненков, Е.Н. Даниловцева, С.Н. Зелинский, О.Н. Верхозина, М.А. Грачев, Ю.П. Галачьянц // Прикладная фотоника. – 2016. – Т. 3, № 4. – С. 388–411. DOI: 10.15593/2411-4367/2016.04.03

Исследованы температурные режимы получения α-кристобалита из диоксида кремния. В работе рассматриваются две порошковые системы: в одном случае используется природный SiO₂, в другом – синтетический. Образцы синтетического диоксида кремния изготовлены по различным вариантам золь-гель-технологии. Методом рентгеновской дифракции изучены фазовые превращения синтетического и природного диоксида кремния в диапазоне температур 1200–1350 °С, в том числе и количественное соотношение фаз в полученных поликристаллических образцах.

Ключевые слова: диоксид кремния, рентгеновская дифрактометрия, золь-гель-техно-
логия, кристобалит, фазовые превращения.

1. Бобкова Н.М. Физическая химия тугоплавких неметаллических и силикатных материалов: учебник. – Минск: Высшая школа, 2007. – 301 с.

2. Будников П.П., Пивинский Ю.Е. Кварцевая керамика // Успехи химии. – 1967. – Т. 36, № 3.

3. Дышекова А.Х. Структурные изменения при полиморфных α-β фазовых переходах в кварце // Успехи современной науки. – 2017. – Т. 2, № 6.

4. Золь-гель синтез кремнезема и изготовление на его основе тиглей для плавления кремния / Н.С. Савченко [и др.] // Огнеупоры и техническая керамика. – 2007. – № 1.

5. Чукин Г.Д. Химия поверхности и строение дисперсного кремнезёма. – М., 2008.

Рассматриваются рамановские лазеры среднего ИК-диапазона, основанные на световодах с полой сердцевиной (СПС) и оболочкой из кварцевого стекла. Теоретически и экспериментально проанализированы факторы, ограничивающие эффективность и выходную мощность таких лазеров. В результате на основе СПС револьверного типа с сердцевиной, заполненной молекулярным водородом 1H2, продемонстрирован эффективный рамановский лазер, генерирующий наносекундные импульсы на длине волны 4,42 мкм. Квантовая эффективность лазера составила 36 %, а средняя выходная мощность – 250 мВт на длине волны 4,42 мкм. Обсуждены возможности дальнейшего повышения выходной мощности и эффективности лазеров такого типа.

Ключевые слова: световод с полой сердцевиной, рамановский лазер, волоконный ла-
зер, газовый лазер, средний инфракрасный диапазон.

М.С. Астапович
Младший научный сотрудник Научного центра волоконной оптики РАН, Москва, Россия, е-mail: mastak@fo.gpi.ru.

А.Н. Колядин
Младший научный сотрудник Научного центра волоконной оптики РАН, Москва, Россия, е-mail: antonkolyadin@gmail.com.

А.В. Гладышев
Старший научный сотрудник Научного центра волоконной оптики РАН, Москва, Россия, е-mail: alexglad@fo.gpi.ru.

А.Ф. Косолапов
Старший научный сотрудник Научного центра волоконной оптики РАН, Москва, Россия, е-mail: kaf@fo.gpi.ru.

А.Д. Прямиков
Старший научный сотрудник Научного центра волоконной оптики РАН, Москва, Россия, е-mail: pryamikov@fo.gpi.ru.

М.М. Худяков
Младший научный сотрудник Научного центра волоконной оптикиРАН, Москва, Россия, е-mail: dangel.74@gmail.com.

М.Е. Лихачев
Старший научный сотрудник, заведующий лабораторией специальных волоконных световодов Научного центра волоконной оптики РАН, Москва, Россия, е-mail: likhachev@fo.gpi.ru.

И.А. Буфетов
Ведущий научный сотрудник, заместитель директора по науке, заведующий лабораторией полых волоконных световодов Научного центра волоконной оптики РАН, Москва, Россия, е-mail: iabuf@fo.gpi.ru.

1. Walsh B.M., Lee H.R., Barnes N.P. Mid infrared lasers for remote sensing applications // J. Lumin. – 2016. – № 169, Part B. – P. 400–405.

2. Wedel B., Funck M. Industrial Fiber Beam Delivery System for Ultrafast Lasers // Laser Tech. J. – 2016. – № 13(4). – Р. 42–44.

3. Demonstration of a waveguide regime for a silica hollow-core microstructured optical fiber with a negative curvature of the core boundary in the spectral region > 3.5 μm / A.D. Pryamikov, A.S. Biriukov, A.F. Kosolapov, V.G. Plotnichenko, S.L. Semjonov, E.M. Dianov // Opt. Express. – 2011. – № 19(2). – Р. 1441–1448.

4. Yu F., Wadsworth W.J., Knight J.C. Low loss silica hollow core fibers for 3–4 μm spectral region / // Opt. Express. – 2012. – № 20(10). – Р. 11153–11158.

5. Light transmission in negative curvature hollow core fiber in extremely high material loss region / A.N. Kolyadin, A.F. Kosolapov, A.D. Pryamikov, A.S. Biriukov, V.G. Plotnichenko, E.M. Dianov // Opt. Express. – 2013. – № 21(8). – Р. 9514–9519.

6. Yu F., Knight J.C. Spectral attenuation limits of silica hollow core negative curvature fiber // Opt. Express. – 2013. – № 21(18). – Р. 21466–21471.

7. Yu F., Knight J.C. Negative Curvature Hollow-Core Optical Fiber // IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. – 2016. – № 22(2). – Р. 4400610.

8. Mid-infrared gas filled photonic crystal fiber laser based on population inversion / A.M. Jones, A.V. Nampoothiri, A. Ratanavis, T. Fiedler, N.V. Wheeler, F. Couny, R. Kadel, F. Benabid, B.R. Washburn, K.L. Corwin, W. Rudolph // Opt. Express. – 2011. – № 19(3). – Р. 2309–2316.

9. Hollow core Optical Fiber Gas Lasers (HOFGLAS): a review [Invited] / A.V. Nampoothiri, A.M. Jones, C. Fourcade-Dutin, C. Mao, N. Dadashzadeh, B. Baumgart, Y.Y. Wang, M. Alharbi, T. Bradley, N. Campbell, F. Benabid, B.R. Washburn, K.L. Corwin, W. Rudolph // Opt. Mater. Express. – 2012. – № 2(7). – Р. 948–961.

10. Near diffraction-limited performance of an OPA pumped acetylene-filled hollow-core fiber laser in the mid-IR / N. Dadashzadeh, M.P. Thirugnanasambandam, H.W.K. Weerasinghe, B. Debord, M. Chafer, F. Gerome, F. Benabid, B.R. Washburn, K.L. Corwin // Opt. Express. – 2017. – № 25(12). – Р. 13351–13358.

11. Xu M., Yu F., Knight J. Mid-infrared 1 W hollow-core fiber gas laser source // Opt. Lett. – 2017. – № 42(20). – Р. 4055–4058.

12. 2.9, 3.3, and 3.5 μm Raman Lasers Based on Revolver Hollow-Core Silica Fiber Filled by 1H2/D2 Gas Mixture / A.V. Gladyshev, A.F. Kosolapov, M.M. Khudyakov, Yu.P. Yatsenko, A.N. Kolyadin, A.A. Krylov, A.D. Pryamikov, A.S. Biriukov, M.E. Likhachev, I.A. Bufetov, E.M. Dianov // IEEE J. Sel. Topics Quantum Electron. – 2018. – № 24(3). – Р. 0903008.

13. IR absorption spectra in high-purity silica glasses fabricated by different technologies / E.B. Kryukova, V.G. Plotnichenko, E.M. Dianov // Proc. SPIE. – 2000. – № 4083. – Р. 71–80.

14. 4.4-μm Raman laser based on hollow-core silica fibre / A.V. Gladyshev, A.F. Kosolapov, M.M. Khudyakov, Yu.P. Yatsenko, A.N. Kolyadin, A.A. Krylov, A.D. Pryamikov, A.S. Biriukov, M.E. Likhachev, I.A. Bufetov, E.M. Dianov // Quantum Electron. – 2017. – № 47(5). – Р. 491–494.

15. Bufetov I.A., Dianov E.M. A simple analytic model of a CW multicascade fibre Raman laser // Quantum Electron. – 2000. – № 30(10). – Р. 873–877.

16. Miyagi M. Bending losses in hollow and dielectric tube leaky waveguides // Appl. Opt. – 1981. – № 20(7). – Р. 1221–1229.

17. Headley C., Agrawal G.P. Raman amplification in fiber optical communication systems // Academic Press. – 2005.

18. Hanna D.C., Pointer D.J., Pratt D.J. Stimulated Raman Scattering of Picosecod Light Pulses in Hydrogen, Deuterium, and Methane // IEEE J. Quantum Electron. – 1986. – № 22(2). – Р. 332–336.

19. Reintjes J.F. Stimulated Raman and Brillouin scattering // Handbook of Laser Science and Technology. Suppl. 2: Optical Materials (CRC Press, 1995). – Р. 334.

20. Bischel W.K., Black G. Wavelength dependence of Raman scattering cross sections from 200–600 nm // AIP Conference Proceedings. – 1983. – № 100. – Р. 181–187.

21. Low-threshold 1.9 μm Raman generation in microstructured hydrogen-filled hollow-core revolver fibre with nested capillaries / A.V. Gladyshev, A.N. Kolyadin, A.F. Kosolapov, Yu.P. Yatsenko, A.D. Pryamikov, A.S. Biriukov, I.A. Bufetov, E.M. Dianov // Laser Phys. – 2017. – № 27. – Р. 025101.

22. Efficient 1.9-mm Raman generation in a hydrogen-filled hollowcore fibre / A.V. Gladyshev, A.N. Kolyadin, A.F. Kosolapov, Yu.P. Yatsenko, A.D. Pryamikov, A.S. Biriukov, I.A. Bufetov, E.M. Dianov // Quantum Electron. – 2015. – № 45(9). – Р. 807–812.

23. Poletti F. Nested antiresonant nodeless hollow core fiber // Opt. Express. – 2014. – № 22(20). – Р. 23807–23828.

24. Achieving a 1.5 μm fiber gas Raman laser source with about of peak power and a 6.3 GHz linewidth / Y. Chen, Z. Wang, B. Gu, F. Yu, Q. Lu // Opt. Lett. – 2016. – № 41(21). – Р. 5118–5121.

25. High peak power 2.8 μm Raman laser in a methane-filled negative-curvature fiber / L. Cao, S. Gao, Z. Peng, X. Wang, Y. Wang, P. Wang // Opt. Express. – 2018. – № 26(5). – Р. 5609–5615.

Разработан ультрафиолетовый лазер на основе одночастотного волоконного лазера с длиной волны генерации 1030 нм. С помощью периодически ориентированного кристалла PPSLT получено излучение второй гармоники 515 нм, которое преобразовано во внешнем резонаторе в 4-ю гармонику 257,5 нм в кристалле BBO. В качестве задающего лазера был использован иттербиевый лазер с распределенной обратной связью (РОС-лазер), который затем был усилен в нескольких каскадах волоконных усилителей до мощности 10 Вт. На длине волны 515 нм при этом мощность достигла 1,5 Вт. Данного уровня было достаточно, чтобы получить 100 мВт 4-й гармоники в УФ-диапазоне. На базе полученных результатов разработан относительно компактный и энергоэффективный источник УФ-излучения, не требующий водяного охлаждения.

Ключевые слова: волоконный лазер с распределённой обратной связью, иттербиевый,
ультрафиолетовый лазер, четвертая гармоника, внешний резонатор.

В.А. Акулов
Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук, ООО «Инверсия-Файбер», Новосибирск, Россия, e-mail: akulov.va@inversions.ru.

А.А. Власов
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук, Новосибирск, Россия, e-mail: vlasov@iae.nsk.su.

1. Lam D.K.W., Garside B.K. Characterization of single-mode optical fiber filters // Appl. Opt. – 1981. – Vol. 20. – P. 440–445.

2. Vlasov A.A., Churin D.E., Babin S.A. The features of characterization of the fiber Bragg gratings with phase shift for the distributed-feedback lasers written in the polarization-maintaining Ytterbium-doped fiber // Laser Physics – 2010. – Vol. 20, No. 12. – P. 2045–2049.

3. Иттербиевый волоконный лазер с распределенной обратной связью с низким уровнем частотных шумов / М.А. Никулин, С.А. Бабин, А.К. Дмитриев, А.С. Дычков, С.И. Каблуков, А.А. Луговой, Ю.Я. Печерский // Квант. Электроника – 2009. – Т. 39, № 10. – С. 906–910.

4. Snyder A.W., Love J.D. Optical Waveguide Theory // Chapman and Hall. – London, 1983.

5. Tovstonog S.V., Kurimura S., Kitamura K. High power continuous-wave green light generation by quasiphase matching in Mg stoichiometric lithium tantalite // Appl. Phys. Lett. – 2007. – Vol. 90. – P. 051115-1– 051115-3.

6. Frequency-doubling of a CW fiber laser using PPKTP, PPMgSLT, and PPMgLN / F.J. Kontur, I. Dajani, Yalin Lu, R.J. Knize // Opt. Express. – 2007. – Vol. 15, No. 20. – P. 12882–12889.

7. Boyd G.D., Kleinman D.A. Parametric interaction of focused Gaussian light beams // J. Appl. Phys. – 1968. – Vol. 39. – P. 3597–3639.

8. Babin S.A., Kablukov S.I., Vlasov A.A. Frequency doubling in the enhancement cavity with single focusing mirror // Proceedings SPIE / ed. V.I. Ustugov. – Bellingham, Washington: SPIE, 2004. – Vol. 5478. – p. 165–172.

Рассмотрены физические основы поляризационной рефлектометрии оптических волокон, приведен обзор методов распределенного контроля поляризационных характеристик. Рассмотрены области применения и практических приложений поляризационной рефлектометрии.

Ключевые слова: поляризация, рэлеевское рассеяния, рассеяние Мандельштама–Бриллюэна, двулучепреломление, оптическое волокно, длина биений, длина корреляции, поляризационная модовая дисперсия.

М.В. Дашков
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Линии связи и измерения в технике связи» Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, Самара, Россия, е-mail: mvd.srttc@gmail.com.

А.С. Смирнов
Заведующий лабораторией кафедры «Прикладная математика» Пермского национального исследовательского политехнического университета; младший научный сотрудник лаборатории фотоники Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук, Пермь, Россия, е-mail: a.s.smrnv@gmail.com.

1. Rogers A.J. Polarization optical time-domain reflectometry // Electron. Lett. – 1980. – Vol. 16, № 13. – Р. 489–490.

2. Hartog A.H., Payne D.N., Conduit A.J. Polarization optical–time–domain reflectometry: experimental results and application to loss and birefringence measurements in single–mode optical fibres // 6th European conference and Exhibition on Optical Communication (ECOC). – York, UK, IEE. – 1980.

3. Rogers A.J. Polarization–optical time domain reflectometry: a technique for the measurement of field distributions // Applied Optics. – 1981. – Vol. 20, iss. 6. – Р. 1060–1074.

4. Measurement and analysis on polarization properties of backward Rayleigh scattering for single-mode optical fibers / M. Nakazawa, T. Horiguchi, M. Tokuda, N. Uschida // IEEE Journal of Quantum Electronics. – 1981. – Vol. 17, iss. 12. – Р. 2326–2334.

5. Ross J.N. Measurement of magnetic field by polarisation optical time-domain reflectometry // Electron. Lett. – 1981. – Vol. 17. – Р. 596–597.

6. Ross J.N. Birefringence measurement in optical fibers by polarization–optical time–domain reflectometry // Applied Optics. – 1982. – Vol. 21, № 19. – Р. 3489–3495.

7. Kim B.Y., Dann P., Sang C. Use of polarisation-optical time domain reflectometry for observation of the Faraday effect in single-mode fibers // IEEE J. Quant. Electron. – 1982. – Vol. 18, № 4. – Р. 455–456.

8. Nakazawa M. Theory of backward Rayleigh scattering in polarization–maintaining single–mode fibers and its application to polarization optical time domain reflectometry // IEEE J. Quant. Electron. – 1983. – Vol. 19, № 5. – Р. 854–861.

9. Local birefringence measurements in single–mode fibers with coherent optical frequency domain reflectometry / B. Huttner, J. Reecht, N. Gisin, R. Passy, J.P. von der Weid // IEEE Photonics Technol. Lett. – 1998. – Vol. 10, № 10. – Р. 1458–1460.

10. Ellison J.G., Siddiqui A.S. A fully polarimetric optical timedomain reflectometer // IEEE Photon.Technol. Lett. – 1998. – Vol. 10. – Р. 246–248.

11. Corsi F., Galtarossa A., Palmieri L. Polarization mode dispersion characterization of single-mode optical fiber using backscattering technique // J. Lightw. Technol. – 1998. – Vol. 16, № 10. – Р. 1832–1843.

12. Huttner B., Gisin B., Gisin N. Distributed PMD measurement with a polarization-OTDR in optical fibers // J. Lightw. Technol. – 1999. – Vol. 17, № 18. – Р. 1843–1848.

13. Corsi F., Galtarossa A., Palmieri L. Beat length characterization based on backscattering analysis in randomly perturbed single-mode fibers // J. Lightw. Technol. – 1999. – Vol. 17, № 7. – Р. 1172–1178.

14. Polarization mode dispersion measurements along installed optical fibers using gated backscattered light and a polarimeter / H. Sunnerund, B.E. Olsson, M. Karlsson, J. Brentel // Journal of Lightwave Technology. – 2000. – Vol. 18. – Р. 897–904.

15. Rogers A.J. Distributed measurement of strain using optical-fibre backscatter polarimetry // Strain. – 2000. – Vol. , № 3. – Р. 135–142.

16. Polarization mode dispersion characterization of single-mode of birefringence in optical fibers / M. Wuilpart, P. Megret, M. Blondel, A.J. Rogers, Y. Defosse // IEEE Photonics Technology Letters. – 2001. – Vol. 13, iss. 8. – Р. 836–838.

17. Wegmuller M., Legre M., Gisin N. Distributed beatlength measurement in single-mode fibers with optical frequency-domain reflectometry // J. Lightw. Technol. – 2002. – Vol. 20, № 5. – Р. 828–835.

18. Rogers A.J. Optical fbre backscatter polarimetry. – 2002. WO 2002/095349.

19. Galtarossa A., Palmieri L. Reflectometric measurements of PMD properties in long single-mode fibers // Optical Fiber Technology. – 2003. – Vol. 9, iss. 3. – Р. 119–142.

20. Rogers A.J., Shatalin S.V., Kanellopoulos S.E. Distributed measurement of fluid pressure via optical-fibre backscatter polarimetry // 18th International Conference on Optical Fibre Sensors.SPIE, Bruges, Belgium. – 2005. – 5855. – Р. 230–233.

21. Donlagic D., Lesic M. All-fiber quasi-distributed polarimetric temperature sensor // Optics Express. – 2006. – Vol. 14, № 22. – Р. 10245–10254.

22. Distributed temperature sensor interrogator based on polarization– sensitive reflectometry / C. Crunelle, M. Legré, M. Wuilpart, P. Mégret, N. Gisin // IEEE Sensors Journal. – 2009. – Vol. 9, № 9. – Р. 1125–1129.

23. Cyr N., Chen H., Schinn G.W. Random-Scrambling Tunable POTDR for Distributed Measurement of Cumulative PMD // Journal of Lightwave Technology. – 2009. – Vol. 27, № 18. – Р. 4164–4174.

24. Андреев В.А., Бурдин В.А., Дашков М.В. Поляризационный оптический рефлектометр с линейной вариацией длительности импульса // Электросвязь. – 2010. – № 2. – С. 28–31.

25. Palmieri L., Galtarossa А. Distributed fiber optic sensor for mapping of intense magnetic fields based on polarization sensitive reflectometry // Proceedings of SPIE. – 2012. – Vol. 8351. – Р. 835131-1-8

26. Mégret P., Wuilpart M., Linze N. Development of an Intrusion Sensor Based on a Polarization–OTDR System // IEEE Sensors Journal. – 2012. – Vol. 12, № 10. – Р. 3005–3009.

27. Burdin V.A., Dashkov M.V., Dmitriev E.V. Detection and localization of defects in optical fibers based on monitoring of the polarized backscattered signal // Optical Technologies for Telecommunications 2012, Proc. of SPIE. – Vol. 8787. – Р. 87870G1–10.

28. Dashkov M.V., Dmitriev E.V. Investigation of polarization reflectometry sensitivity to detecting new events in fiber optical lines // Proc. SPIE 9533, Optical Technologies for Telecommunications 2014. – 2015. – Р. 95330Y.

29. Детектирование и локализация дефектов сохранения поляризации в анизотропном волоконном световоде / В.В. Бурдин, Ю.А. Константинов, В.П. Первадчук, А.С. Смирнов // Квантовая электроника. – 2013. – Т. 43, № 6. – С. 531–534.

30. О применении поляризационной рефлектометрии в сохраняющем поляризацию оптическом волокне при различных установившихся температурах / А.С. Смирнов, В.В. Бурдин, Д.С. Власов, Ю.А. Константинов // Прикладная фотоника. – 2015. – Т. 2, № 4. – С. 311–321.

31. Исследование двулучепреломления в анизотропных волоконных световодах методом поляризационной бриллюэновской рефлектометрии / А.С. Смирнов, В.В. Бурдин, Ю. А.Константинов, А.С. Петухов, И.Р. Дроздов, Я.С. Кузьминых, В.Г. Беспрозванных // Квантовая электроника. – 2015. – 45:1. – С. 66–68.

32. Оценка величины двулучепреломления в анизотропных волоконных световодах методом поляризационной бриллюэновской рефлектометрии / А.С. Смирнов, В.В. Бурдин, Р.Д. Елисеенко, Ю.А. Константинов // Прикладная фотоника. – 2016. – Т. 3, № 2. – С. 102–112.

33. Toshio Kurashima, Tsuneo Horiguchi, Mitsuhiro Tateda. Distributed-temperature sensing using stimulated Brillouin scattering in optical silica fibers // Opt. Lett. – 1990. – 15. – Р. 1038-1040.

34. Листвин А.В., Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон Л63. – М.: ЛЕСАРарт, 2005. – 208 с.

Предложена схема импульсного оптического рефлектометра с пикосекундным разрешением на основе многостопового таймера событий. Приведены результаты теоретических расчетов границ погрешностей таких рефлектометров, представлены результаты экспериментальных исследований созданного макета рефлектометра. Показано, что предложенная схема рефлектометра и примененные технические решения позволяют обеспечить измерения задержек распространения сигнала с погрешностью не более 100 пс.

Ключевые слова: оптический рефлектометр, таймер событий, задержка распростране-
ния сигналов.

О.В. Колмогоров
Кандидат технических наук, начальник лаборатории «Лаборатория метрологического обеспечения средств передачи информации оптического диапазона» ФГУП «ВНИИФТРИ», п.г.т. Менделеево, Россия, е-mail: kolmogorov@vniiftri.ru.

А.Н. Щипунов
Первый заместитель генерального директора-заместитель по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ», п.г.т. Менделеево, Россия, е-mail: schipunov@vniiftri.ru.

Д.В. Прохоров
Ведущий инженер лаборатории «Лаборатория метрологического обеспечения средств передачи информации оптического диапазона» ФГУП «ВНИИФТРИ», п.г.т. Менделеево, Россия, е-mail: prokhorov@vniiftri.ru.

C.C. Донченко
Научный сотрудник лаборатории ФГУП «ВНИИФТРИ», п.г.т. Менделеево, Россия, е-mail: donchenko_ss@vniiftri.ru.

1. Донченко С.С., Колмогоров О.В., Прохоров Д.В. Система одно- и двухсторонних сравнений шкал времени // Измерительная техника. – 2015. – № 1. – С. 14–17.

2. Способ формирования внутренней шкалы времени устройств сравнения и синхронизации шкал времени и оптоволоконных рефлектометров и устройство для его осуществления: пат. RU 2623840 / Д.В. Прохоров, О.В. Колмогоров, С.С. Донченко.

Рассматриваются интегрально-оптические модуляторы фазы излучения, применяемые в волоконно-оптических гироскопах. Показано, что применение высокоразрешающего OFDR-рефлектометра для измерения обратных отражений в интегрально-оптической схеме позволяет надежно детектировать отражающие дефекты, приводящие к возникновению паразитных интерферометров и снижающие точность работы прибора.

Ключевые слова: электрооптические модуляторы фазы, ниобат лития, волоконно-оптический гироскоп, зона нечувствительности, обратные отражения, рефлектометрия.

Р.С. Пономарев
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики твердого тела Пермского государственного национального исследовательского университета, Пермь, Россия, e-mail: rsponomarev@ gmail.com.

Д.И. Шевцов
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики твердого тела Пермского государственного национального исследовательского университета, Пермь, Россия, e-mail: shevtsov.denis@gmail.com.

1. High Resolution Optical Frequency Domain Reflectometry for Analyzing Intra-Chip Reflections / D. Zhao, D. Pustakhod, K. Williams, & X. Leijtens // IEEE Photonics Technology Letters. – 2017. – 29(16). – P. 1379–1382.

2. High resolution optical frequency domain reflectometry for characterization of components and assemblies / B.J. Soller, D.K. Gifford, M.S. Wolfe, M.E. Froggatt // Optics Express. – 2005. – 13(2). – P. 666–674.

3. Glombitza U., Brinkmeyer E. Coherent frequency-domain reflectometry for characterization of single-mode integrated-optical waveguides // Journal of Lightwave Technology. – 1993. – 11(8). – P. 1377–1384.

4. Study on dead zones of fiber-optic gyros / D.A. Egorov, R.O. Olekhnovich, A.A. Untilov, A.S. Aleinik, G.B. Deineka, V.E. Strigalev // Gyroscopy and Navigation. – 2011. – 2. – P. 64–78.

5. Lefevre H.C. The Fiber-Optic Gyroscope. – London: Artech House, 1993. – 332 p. 6. Nayak J. Fiber-optic gyroscopes: from design to production // Applied Optics. – 2011. – 50(25). – P. E152–E161. 7. Pavlath G. A. Closed loop fiber optic gyros // Fiber Optic Gyros: 20th Anniversary Conference. – 1996. – 2837. – P. 46–60.

Приведены преимущества использования кодовых последовательностей (КП) в OTDR (Optical Time Domain Reflectometer) и примеры типов КП. Рассмотрены артефакты, возникающие при использовании КП, их влияние на функционирование разных типов OTDR. Рассмотрены методы устранения артефактов обработки. Приведены экспериментальные результаты использования метода циклических симплекс-кодов в распределенных датчиках контроля изменения температуры и измерения температуры, работающих по принципу регистрации компонент рамановского рассеяния в бриллюэновском рефлектометре.

Ключевые слова: рефлектометрия, распределенные волоконные датчики, кодовые последовательности, циклические симплекс-коды.

К.М. Жуков
Инженер, ООО «Лаборатория электронных и оптических систем», Москва, Россия, е-mail: konstantyn.ru@list.ru.

Д.Е. Симикин
Ведущий инженер, ООО «Петрофайбер», Новомосковск, Москва, Россия, e-mail: denis.simikin@gmail.com.

М.А. Таранов
Ведущий инженер, ООО «Петрофайбер», Новомосковск, Москва, Россия, e-mail: emitter2013@gmail.com.

1. Bentz Christopher M., Baudzus Lars, Krummrich Peter M. Signal to Noise Ratio (SNR) Enhancement Comparison of Impulse-, Coding- and Novel Linear-Frequency-Chirp-Based Optical Time Domain Reflectometry (OTDR) for Passive Optical Network (PON) Monitoring Based on Unique Combinations of Wavelength Selective Mirrors // Photonics. – 2014. – 1(1). – Р. 33–46.

2. Soto M.A., Bolognini G., Di Pasquale F., Thévenaz L. // Opt. Lett. – 2010. – 35. – 259.

3. Brillouin optical reflectometer with a Brillouin active filter / G.S. Budylin, B.G. Gorshkov, G.B. Gorshkov, K.M. Zhukov, V.M. Paramonov, D.E. Simikin // Quantum Electronics. – 2017. – 47(7). – Р. 597–600.

4. High Performance Distributed Acoustic Sensor Using Cyclic Pulse Coding in a Direct Detection Coherent-OTDR / Muanenda Yonas, Oton Claudio J., Faralli Stefano, Di Pasquale Fabrizio // Proc. of SPIE. – Vol. 9655 965547-4.

Представлено проектирование и моделирование спектральных характеристик интегрально-оптической брэгговской решетки (ИО БР) с модуляцией эффективного показателя преломления Δn ~ 10–4 на основе волноводов из Si3N4. При моделировании и расчете спектральных характеристик ИО БР были использованы методы матрицы передачи, двунаправленного распространения собственных мод, согласованных пленочных мод и эффективного показателя преломления. По результатам моделирования, топология ИО БР была оптимизирована, введена аподизация.

Ключевые слова: интегрально-оптическиебрэгговские решетки, Si3N4, метод матрицы передачи, метод эффективного показателя преломления, аподизированные решетки.

Д.Н. Москалев
Пермский государственный национальный исследовательский университет, Пермь, Россия, e-mail: ulyanasalgaeva@ya.ru.

У.О. Салгаева
ООО «Малое инновационное предприятие «Пермские нанотехнологии», Пермь, Россия, e-mail: ulyanasalgaeva@ya.ru.

Р.С. Пономарев
ООО «Малое инновационное предприятие «Пермские нанотехнологии», Пермь, Россия, e-mail: ulyanasalgaeva@ya.ru.

1. Integrated waveguide Bragg gratings for microwave photonics signal processing / Maurizio Burla, Luis Romero Cort´es [et. al] // Optics Express. – 2013. – Т. 21, iss. 21.

2. Distributed Bragg grating integrated optical filters: Synthesis and fabrication / V.V. Wong, J. Ferrera, J.N. Damask [et. al] // Journal of Vacuum Science & Technology B. – 1998. – Vol. 13.

3. Чувствительный элемент на основе интегрально-оптического кольцевого резонатора и одномерного фотонного кристалла для датчи- ков физических величин / У.О. Салгаева, А.Р. Хасаншина, А.А. Козлов, А.А. Кондаков [и др.] // Элементы МНСТ. – 2018. – Т. 20, вып. 6.

4. Sudbo A.S. Film mode matching: a versatile numerical method for vector mode field calculations in dielectric waveguides // Pure and Applied Optics: Journal of the European Optical Society Part A. – 1973. – P. 211–233.

5. Chilwell John, Hodgkinson Ian. Thin-films field-transfer matrix theory of planar multilayer waveguides and reflection from prism-loaded waveguides // Journal of the Optical Society of America A. – 1984. – Vol. 1, iss. 7. – P. 742–753.

6. Garidel Sophie, Vilcot Jean-Pierre, Decoster Didier. Apodized filters on InP-material ridge waveguides using sampled Bragg grating // SPIE. Optical Components and Materials II. – 2005. – Vol. 5723.

7. Chiang K.S. Dual effective-index method for the analysis of rectangular dielectric waveguides // Applied Optics. – 1986. – Vol. 25, iss. 13. – P. 2169–2174.

8. Chiang K.S. Performance of the effective-index method for the analysis of dielectric waveguides // Optics Letters. – 1991. – Vol. 16, iss. 10.

9. Sztefka G., Nolting H.P. Bidirectional Eigenmode Propagation for Large Refractive Index Steps // Ieee photonics technology leters. – 1993. – Vol. 5, iss. 5.

10. Gallagher Dominic F.G., Felici Thomas P. Eigenmode Expansion Methods for Simulation of Optical Propagation in Photonics – Pros and Cons // SPIE. – 2003. – Vol. 4987. – P. 69–82.

11. Čtyroký Jirří Improved Bidirectional-Mode Expansion Propagation Algorithm Based on Fourier Series // Journal of Lightwave Technology. – 2007. – Vol. 25.