Archive

К основным электрическим параметрам модуляторов Маха – Цендера относятся статическое полуволновое напряжение и динамическое полуволновое напряжение. В документации на электрооптические модуляторы не всегда приводятся исчерпывающие характеристики. Особенно трудно определить динамическое полуволновое напряжение на интересующей частоте. Предложен способ экспериментального определения статического полуволнового напряжения и динамического полуволнового напряжения модуляторов Маха – Цендера. Эффективность способа подтверждена имитационным экспериментом в среде OptiSystem 16.

Ключевые слова: электрооптический модулятор Маха – Цендера, рабочая точка модулятора, модулирующий сигнал, схема подключения, статическое полуволновое напряжение, динамическое полуволновое напряжение.

В.М. Афанасьев
Кандидат технических наук, Коломенский институт (филиал) Московского государственного машиностроительного университета (МАМИ), Коломна, Россия, e-mail: vamvitali@yandex.ru.

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

1.  О применении методов и средств радиофотоники для обработки сигналов дециметрового, сантиметрового и миллиметрового диапазонов длин волн / А.А. Белоусов, Ю.Н. Вольхин, А.В. Гамиловская, А.А. Дубровская, Е.В. Тихонов // Прикладная фотоника. – 2014. – № 1. – С. 65–86.

2.  Морозов О.Г., Ильин Г.И. Амплитудно-фазовая модуляция в системах радиофотоники // Вестник Поволжского гос. технолог. ун-та. Сер. Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. – 2014. – № 1 (20). – С. 6–42.

3.  Применение электрооптического модулятора интенсивности в устройствах преобразования частоты радиосигналов./ В.В. Бирюков, В.А. Грачев, С.Г. Лобин, М.А. Палачев, А.С. Раевский // Труды НГТУ им. Р.Е. Алексеева. Энергетические системы и комплексы. – 2017. – № 2 (117). – С. 49–55.

4.  Афанасьев В.М., Пономарев Р.С. Электрооптические амплитудные модуляторы Маха – Цендера на основе ниобата лития, их модификации и форматы модуляции // Прикладная фотоника. – 2017. – № 4. – С. 337–360.

5. 10 Gb/s Dual Drive Mach-Zehnder (DDMZ) Modulator JDS Uniphase Corporation. – URL: http://www.lightwavestore.com›product_ datasheet/OSC…pdf1.pdf.

6. ГОСТ 15093–90. Лазеры и устройства управления лазерным излучением. Термины и определения. – М.: Изд-во стандартов, 1990. – 30 с.

7.  DIN EN 62802-2018 (МЭК 62802:2017). Measurement methods of a half-wavelength voltage and a chirp parameter for Mach-Zehnder optical modulators in high-frequency radio on fibre (RoF) // Systems (IEC 62802:2017). English version EN 62802:2017.

Рассмотрена возможность разработки датчика для устройства непрерывного измерения и контроля вязкости в потоке высоковязких текучих сред (от 20…6000 Па∙с) с использованием чувствительных элементов на основе волоконно-оптических брегговских решеток. Исследована возможность прямого замера силы вязкого трения среды, перемещаемой по технологическому трубопроводу, относительно неподвижного чувствительного зонда, погруженного в измеряемую среду.

Ключевые слова: волоконно-оптические брегговские решетки, измерение вязкости, высоковязкие текучие среды.

Е.И. Казанцев
Студент Пермского национального исследовательского политехнического университета, направление – фотоника и оптоинформатика, e-mail: kazancev.evgenij.99@bk.ru.

И.С. Шелемба
Кандидат технических наук, первый заместитель Генерального директора наук ООО «Инверсия-С», e-mail: shelemba@i-sensor.ru.

1. Твердые топлива реактивных двигателей. Т. 1У: Топлива. Заряды. Двигатели / В.Н. Аликин, А.В. Вахрушев, В.Б. Голубчиков [и др.]. – М.: Машиностроение, 2011. – 380 с. – С. 50.

2. Пат. RU 2 537 524 МПК G01N 11/12. Способ определения вязкости и плотности жидкости и устройство для его осуществления.

3. Пат. SU 1286945 МПК G01N 11/00. Тензометрический датчик вязкости.

4. Пат. ПМ, RU 160404 МПК G01N 9/12. Устройство для непрерывного измерения вязкости жидкости.

5. Преобразователь вязкости жидкости Solartron 7827(29). – URL: https://solartron.nt-rt.ru/images/manual12s/SLT_TO/SLT_7827,29-TO.pdf.

6. Удд Э. Волоконно-оптические датчики. – М.: Техносфера, 2008.

7. Тучин В.В. Лазеры и волоконная оптика в биомедицинских исследованиях. – М.: Физматлит, 2010. – 488 с. – С. 289–305.

8. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. – М.: Наука, 1970. – С. 480–483.

9. Нормативно-технический паспорт на аэрозольный огнетушащий состав «Туман-3» / РНЦ «Прикладная Химия». – СПб., 2011.

10. Проектирование двигательных установок на твердых и пастообразных топливах / А.А. Авдиенко [и др.]. – Саратов: Изд-во СФ ВАУ, 2011. – С. 63.

11. Одиночная волоконная брэгговская решетка. – URL: ASTRO Fxxx, https://i-sensor.ru/index.php/production/fbg/89-produktsiya/175-odi­nochnye-breggovskie-reshetki.

12. Шишкин В.В., Гранев И.В., Шелемба И.С. Отечественный опыт производства и применения волоконно-оптических датчиков // Прикладная фотоника. – 2016. – Т. 3, № 1.

13. Бабин C.А., Власов А.А., Шелемба И.С. Волоконно-оптические сенсоры на основе брэгговских решеток // Химия высоких энергий. – 2008. – Т. 42, № 4. – С. 35–37.

14. Интеррогатор (стоечный анализатор сигналов ASTRO A31х). – URL: https://i-sensor.ru/index.php/production/analizatory-signalov/stoechnyj.

15. Скворцова В.А., Шелемба И.С., Оглезнев А.А. Испытательный стенд для проверки волоконно-оптических систем термометрии распределенного типа в соответствии с международным стандартом качества IEC 61757-22:2016 // Фотон-Экспресс. – 2017. – № 6(142); спец. вып. Фотон-Экспресс-Наука 2017: материалы всерос. конф. по волокон. оптике; г. Пермь, 3–6 окт. 2017 г. – С. 236–237.

16. An interrogator for fiber Bragg sensor array based on the tunable erbium fiber laser / S.A. Babin, A.A. Vlasov, S.I. Kablukov, I.S. Shelemba // Laser Physics. – 2007. – Vol. 17, no. 11. – P. 1340–1344.

Техника генерации сильно-чирпованных диссипативных солитонов открывает большие возможности для получения мощных лазерных импульсов с короткой длительностью. В данной работе демонстрируются возможность усиления таких импульсов в тейперном волокне и экспериментальное применение данного источника для формирования поверхностных микростурктур на пленке титана. Также исследуется предельная производительность записи ЛИППС при увеличении частоты повторения импульсов.

Ключевые слова: синхронизация мод, диссипативный солитон, фемтосекундный лазер, тейпер, волокно, иттербиевый усилитель, ЛИППС, микростуктуры.

А.Г. Кузнецов
Старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук, Институт автоматики и электрометрии СО РАН, e-mail: leks.kuznecov@gmail.com.

Д.С. Харенко
Старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук, Институт автоматики и электрометрии СО РАН, e-mail: kharenko@iae.nsk.su.

А.В. Достовалов
Старший научный сотрудник, кандидат физико-математических наук, Институт автоматики и электрометрии СО РАН, e-mail: alexdost@gmail.com.

1. Vorobyev A.Y., Guo C. Direct femtosecond laser surface nano/microstructuring and its applications // Laser Photon. Rev. – May, 2012. – Vol. 7, no. 3. – P. 385–407.

2. Modifications of roughness and wettability properties of metals induced by femtosecond laser treatment / P. Bizi-Bandoki, S. Benayoun, S. Valette, B. Beaugiraud, E. Audouard // Appl. Surf. Sci. – 2011. – Vol. 257, no. 12. – P. 5213–5218.

3. Vorobyev A.Y., Guo C. Colorizing metals with femtosecond laser pulses // Appl. Phys. Lett. – 2008. – Vol. 92, no. 4. – P. 041914–3.

4. Selective Cell Control by Surface Structuring for Orthopedic Applications / E. Fadeeva, S. Schlie, J. Koch, and B.N. Chichkov // J. Adhes. Sci. Technol. – Jan. 2010. – Vol. 24, no. 13–14. – P. 2257–2270.

5. Laser-induced periodic surface structure. I. Theory / J. Sipe, J. Young, J. Preston, H. Van Driel // Phys. Rev. B. – 1983. – Vol. 27, no. 2. – P. 1141–1154.

6. Nonlinear laser lithography for indefinitely large-area nanostructuring with femtosecond pulses / B. Öktem [et al.] // Nat. Photonics. – 2013.

7. 20 nJ 200 fs all-fiber highly chirped dissipative soliton oscillator / D.S. Kharenko, E.V Podivilov, A.A. Apolonski, S.A. Babin // Opt. Lett. – 2012. – Vol. 37, no. 19. – P. 4104–4106.

8. 1016-nm all fiber picosecond MOPA laser with 50W output / X. Qi, S.-P. Chen, H.-Y. Sun, B.-K. Yang, J. Hou // Opt. Express. – 2016. – Vol. 24, no. 15. – P. 16874–16883.

9. Fiber chirped-pulse amplification system emitting 38 GW peak power / T. Eidam [et al.] // Opt. Express. – 2011. – Vol. 19, no. 1. – P. 255.

10. Fibre amplifier based on an ytterbium-doped active tapered fibre for the generation of megawatt peak power ultrashort optical pulses / M.Y. Koptev [et al.] // Quantum Electron. – 2015. – Vol. 45, no. 5.

11. Amplification of dissipative solitons with a taper fiber amplifier / A. Kuznetsov, D. Kharenko, V. Gonta // Appl. Photonics. – Sep. 2017. – Vol. 4, no. 3. – P. 229–236.

12. Kuznetsov A.G., Kharenko D.S., Babin S.A. Amplification of dissipative solitons with a polarisation-maintaining tapered fibre amplifier // Quantum Electron. – Dec. 2018. – Vol. 48, no. 12. – P. 1105–1108.

13. Feedback-controlled Raman dissipative solitons in a fiber laser / D.S. Kharenko, A.E. Bednyakova, E.V Podivilov, M.P. Fedoruk, A. Apolonski, S.A. Babin // Opt. Express. – 2015. – Vol. 23, no. 2. – P. 1857–1862.

Известно, что на уровень «серых» оптических потерь в активных кварцевых волоконных световодах в значительной степени влияет кристаллизация материала сердцевины, в то же время явление кристаллизации в поверхностных слоях волоконных световодов приводит и к снижению их прочности. Повышение температуры вытяжки волокна может благоприятно отразиться на ослаблении указанных процессов кристаллизации.

Ключевые слова: оптические потери, прочность, активные волоконные световоды. MCVD-процесс.

М.К. Цибиногина
Кандидат химических наук, доцент кафедр «Прикладная математика», «Общая физика» Пермского национального исследовательского политехнического университета, начальник конструкторско-технологи­ческого бюро УВОК «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», г. Пермь, e-mail: TsibinoginaMK@pnppk.ru.

Я.М. Шарипов
Cтудент второго курса магистратуры Пермского государственного национального исследовательского университета кафедры «Физическая химия» химического факультета, инженер-исследователь конструкторско-технологического бюро Управления волоконно-оптических компонентов ПАО “Пермская научно-производственная компания”, Пермь, e-mail: yan.sharipov2811@yandex.ru.

М.К. Осипчук
Аспирант кафедры «Материалы, технологии и конструирование машин» Пермского национального исследовательского политехнического университета, инженер-технолог конструкторско-технологического бюро УВОК ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», 614014, Пермский край, г. Пермь, e-mail: OsipchukMK@pnppk.ru.

К.Д. Пищальников
Инженер-конструктор Конструкторско-технологического бюро Управления волоконно-оптических компонентов ПАО «Пермская научно-производственная компания», Пермь, e-mail: pkd@pnppk.ru.

К.И. Гагарина
Студент четвертого курса кафедры «Общая физика» факультета прикладной математики и механики Пермского национального исследовательского политехнического университета, Пермь, e-mail: gagaraksu@ yandex.ru.

И.А. Перетрухина
Инженер-конструктор конструкторско-технологического бюро Управления волоконно-оптических компонентов ПАО «Пермская научно-производственная компания», e-mail: PeretruhinaIA@pnppk.ru.

1. Dopant interactions in high-power laser fibers / J. Kirchhof [et al.] // Proc. SPIE – 2005. – № 5723.

2. Бурков В.Д., Иванов Г.А. Физико-технологические основы волоконно-оптической техники: учеб. пособие. – М.: Изд-во МГУЛ, 2007. – С. 126–132.

3. Влияние условий вытяжки на уровень серых потерь в алюмосиликатных волокнах, полученных по технологии парофазного легирования / С. Чампель [и др.] // Фотон-экспресс. – 2015. – № 6 (126).  С. 131–132.

4. Влияние физико-химического состояния примесей на прочность кварцевого волокна / М.А. Ероньян [и др.] // Физика и химия стекла. – 2006. – № 32. – С. 855–862.

5. Влияние ликвационного распада кварцевого стекла, содержащего примесь на прочность световодов / М.К. Цибиногина [и др.] // Прикладная оптика – 2006: сб. тр. VII Междунар. конф. – 2006. – С. 43–45.

6. Lenardich B. Vapor phase deposition process for fabrication of sensor for fabrication of sensor and specialty optical fiber preforms // Informacije MIDEM. – 2010. – № 40. – С. 300–306.

При изготовлении активных волокон методом пропитки важна равномерность распределения легирующих элементов по поперечному сечению волноводной преформы. Показано, как структура пористого слоя кварцевого стекла влияет на результаты пропитки волноводной преформы раствором ионов эрбия.

Ключевые слова: пористый слой, активное оптическое волокно, СЭМ.

А.С. Вахрушев
Студент Пермского государственного национального исследовательского университета, Пермь, Россия, e-mail: shevtsov@pnppk.ru.

Д.И. Нурмухаметов
Студент Пермского национального исследовательского политехнического университета, Пермь, Россия, e-mail: shevtsov@pnppk.ru.

О.Л. Вохмянина
Студент Пермского государственного национального исследовательского университета, Пермь, Россия, e-mail: shevtsov@ pnppk.ru.

И.С. Азанова
Кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Физика твердого тела» Пермского государственного национального исследовательского университета, начальник отдела ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», Пермь, Россия,
e-mail: shevtsov@pnppk.ru.

М.В. Яшков
Старший научный сотрудник Института химии высокочистых веществ РАН, e-mail: yashkovmv@yandex.ru.

1. Радиационно-стойкие одномодовые оптические волокна с кварцевой сердцевиной / И.И. Долгов, Г.А. Иванов, Ю.К. Чаморский, М.Я. Яковлев //Фотон Экспресс. – 2005. – № 6 (46). – C. 4–10.

2. An Improved Method of Fabricating Rare Earth Doped Optical Fiber Ranjan Sen and Anirban Dhar CSIR-Central Glass & Ceramic Research Institute. – Kolkata, India, 2012. – С. 73–94.

3. Иванов Г.А., Первадчук В.П. Технология производства и свойства кварцевых оптических волокон: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – С. 171.

В работе рассматривается реализация полностью волоконного импульсного гольмиевого лазера для применения в медицине. В качестве источника накачки использован иттербиевый лазер на длине волны 1125 нм, импульсный режим осуществлен за счет пассивной модуляции добротности. На выходе гольмиевого лазера получено излучение на длине волны 2050 нм с максимальной пиковой мощностью 44,4 Вт. Длительность импульса составила при таком режиме 180 нс, а энергия импульса – 8 мкДж. На основе анализа полученных выходных данных сделаны выводы о пригодности данной схемы для создания медицинского хирургического прибора.

Ключевые слова: гольмиевый волоконный лазер, импульсный режим, медицинский лазер, иттербиевый лазер, пассивный затвор, модуляция добротности.

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

М.В. Ременникова
Младший научный сотрудник лаборатории фотоники Пермского федерального исследовательского центра УрО РАН, Пермь, Россия, e-mail: maryrem@mail.ru.

А.А. Заболотных
Магистрант Пермского национального исследовательского политехнического университета, Пермь, Россия, e-mail: maryrem@mail.ru.

Р.Р. Кашина
Магистрант Пермского национального исследовательского политехнического университета, Пермь, Россия.

1. Шахно Е.А. Физические основы применения лазеров в медицине. – СПб: Изд-во НИУ ИТМО, 2012. – 129 с.

2. Гольмиевый волоконный лазер с длиной волны излучения 2,21 мкм / С.О. Антипов, В.А. Камынин, О.И. Медведков, А.В. Маракулин, Л.А. Минашина, А.С. Курков, А.В. Бараников // Квантовая электроника. – 2013. – № 43. – С. 603–604.

3. Гольмиевый волоконный лазер с рекордной квантовой эффективностью / А.С. Курков, Е.М. Шолохов, В.Б. Цветков, А.В. Маракулин, Л.А. Минашина, О.И. Медведков, А.Ф. Косолапов // Квантовая электроника. – 2011. – № 41. – С. 492–494.

4. Лазерные и светодиодные медицинские приборы и системы: учеб. пособие / В.Н. Баранов, О.Н. Кузяков, М.С. Бочков [и др.]. – Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, 2012. – 176 с.

5. Holmium fiber laser based on the heavily doped active fiber / A.S. Kurkov, E.M. Sholokhov, O.I. Medvedkov, V.V. Dvoyrin, Yu.N. Pyrkov, V.B. Tsvetkov, A.V. Marakulin, L.A. Minashina // Laser Phys. Letters. – 2009. – Vol. 6. – P. 661–664.

6. Выбор безопасных для зрения длин волн излучения в УФ и ближнем ИК спектральных диапазонахдля задач дистанционного зондирования / М.Л. Белов, В.А. Городничев, Д.А. Кравцов, А.А. Черпакова // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана: электрон. журнал. – 2016. – № 2. – С. 105–122.

7. Auzel F. Upconversion and Anti-Stokes Processes with f and d Ions in Solids // Chemical Reviews. – 2004. – № 104(1). – P. 139–173.

8. Influence of Yb3+ concentration on upconversion luminescence of Ho3+ / Y. Yu [et al.] // Optics Communications. – 2011. – 284. – P. 1053–1056.

9. Волоконные Yb-, Er—Yb- и Nd-лазеры на световодах с многоэлементной первой оболочкой / И.А. Буфетов, М.М. Бубнов, М.А. Мелькумов, В.В. Дудин, А.В. Шубин, С.Л. Семенов, К.С. Кравцов, А.Н. Гурьянов, М.В. Яшков, Е.М. Дианов // Квантовая электроника. – 2005. – Т. 35, № 4. – С. 328–335.

10. A.B. Grudinin, P.W. Turner, C. Codemard [et al.] / ECOC` 2002. – Copenhagen, Denmark, 2002. – Pd1.6

11. Филатова С.А., Цветков В.Б., Курков А.С. Импульсный гольмиевый волоконный лазер с длиной волны излучения 2,1 мкм для медицинского применения // Прикладная фотоника. – 2014. – № 1.

12. Zervas M.N., Codemard C.A. High power Fiber Lasers // IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. – 2014. – Vol. 20, no. 5. – P. 219–241.