Archive

Исследован гироскопический эффект в двунаправленном эрбиевом кольцевом волоконном лазере с гибридной синхронизацией мод, реализованной посредством совместного действия насыщаемого поглотителя на основе одностенных углеродных нанотрубок (ОУН) и нелинейной эволюции поляризации (НЭП), которая инициируется включением в резонатор специального поляризующего световода. Благодаря влиянию керровской нелинейности посредством фазовой самомодуляции (ФСМ) и самоукручения импульсов на величину оффсетного фазового сдвига (carrier-to-envelope phase slip) солитонов, распространяющихся в противоположных направлениях кольца, продемонстрирована перестройка нулевой точки (подставки) гироскопа в широких пределах за счет варьирования мощности накачки, а также состояния поляризации солитонов внутри кольца. Диапазон детектируемых угловых скоростей простирается от 0,12 до 360 град/с, при этом максимальная вращательная чувствительность 7 кГц/(град/с) достигнута в одновитковом гироскопе эффективной площадью около 0,79 м2, что хорошо согласуется с расчетной величиной его масштабного коэффициента. При вращении платформы по часовой стрелке обнаружена «мертвая» зона гироскопа с «нижней» границей угловой скорости ≈5,15 град/с, что соответствует ширине полосы захвата ≈30 кГц. Максимальная разрешающая способность гироскопа оценивается посредством долговременных измерений дрейфа частотной подставки и составляет ≈0,01 град/с = 38 град/ч.

Ключевые слова: лазерный гироскоп, солитон, эрбиевый световод, поляризующий световод, лазер ультракоротких импульсов, нелинейный эффект Керра, углеродные нанотрубки.

Крылов А.А.
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории полых волоконных световодов, обособленное подразделение «Научный центр волоконной оптики им. Е.М. Дианова» Федерального исследовательского центра «Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук», г. Москва, e-mail: krylov@fo.gpi.ru.

1. Arissian L., Diels J.-C. Intracavity phase interferometry: frequency combs sensor inside a laser cavity // Laser Photonics Rev. – 2014. – № 8. – P. 799–826.

2. Diddams S., Atherton B., Diels J.-C. Frequency locking and unlocking in a femtosecond ring laser with application to intracavity phase measurements // Applied Physics B. – 1996. – № 63. – P. 473–480

3. The ring laser gyro / W.W. Chow, J. Gea-Banacloche, L.M. Pedrotti, V.E. Sanders, W. Schleich, M.O. Scully // Reviews of Modern Physics. – 1985. – № 57. – P. 61–104.

4. Buholz N., Chodorow M. 3.2 – Acoustic wave amplitude modulation of a multimode ring laser // IEEE Journal of Quantum Electron. – 1967. – № 3. – P. 454–459.

5. Chesnoy J. Picosecond gyrolaser // Opt. Letters. – 1989. – № 14. – P. 990–992.

6. Gnass D., Ernsting N.P., Sehifer F.P. Sagnac Effect in the Colliding-Pulse-Mode-Locked Dye Ring Laser // Applied Physics B. – 1991. – № 53. – P. 119–120.

7. Fork R.L., Greene B.I., Shank C.V. Generation of optical pulses shorter than 0.1 psec by colliding pulse mode Locking // Appl. Phys. Letters. – 1981. – № 38. – P. 671–672.

8. Dennis M.L., Diels J.-C.M., Lai M. Femtosecond ring dye laser: a potential new laser gyro // Optics Letters – 1991. – № 16. – P. 529–531.

9. Lai M., Diels J.-C., Dennis M.L. Nonreciprocal measurements in femtosecond ring lasers // Optics Letters. – 1992. – № 17. – P. 1535–1537.

10. Diels J.-C., McMichael I.C. Influence of wave-front-conjugated coupling on the operation of a laser gyro // Optics Letters. – 1981. – № 6. – P. 219–221.

11. Nonreciprocal phase shifts in a femtosecond dye laser / F. Salin, P. Grangier, P. Georges, G. Le Saux, A. Brun // Optics Letters. – 1990. – № 15. – P. 906–908.

12. Bidirectional operation and gyroscopic properties of passively mode-locked Nd:YVO4 ring laser / Y. Liu, L. Sun, H. Qiu, Y. Wang, Q. Tian, X. Ma // Las. Phys. Letters – 2007. – № 4. – P. 187–190.

13. Kieu K., Mansuripur M.All-fiber bidirectional passively modelocked ring laser // Optics Letters. – 2008. – № 33. – P. 64–66.

14. Dual-wavelength, bidirectional single-wall carbon nanotube mode-locked fiber laser / X. Zhao, Z. Zheng, Ya Liu, G. Hu, J. Liu // IEEE Photonics Technol. Letters – 2014. – № 26. – P. 1722–1725.

15. Bidirectional mode-locked fiber ring laser using self-regenerative, passively controlled, threshold gating / A. Braga, J.-C. Diels, R. Jain, R. Kay, Li Wang // Optics Letters. – 2010. – № 35. – P. 2648–2650.

16. Zeng C., Liu X., Yun L. Bidirectional fiber soliton laser modelocked by single-wall carbon nanotubes // Optics Express. – 2013. – № 21. – P. 18937–18942.

17. Generation regimes of bidirectional hybridly mode-locked ultrashort pulse erbium-doped all-fiber ring laser with a distributed polarizer / A.A. Krylov, D.S. Chernykh, N.R. Arutyunyan, V.V. Grebenyukov, A.S. Pozharov, E. D. Obraztsova // Appl. Opt. – 2016. – № 55. – P. 4201–4209.

18. Isolator-free switchable uni- and bidirectional hybrid modelocked erbium-doped fiber laser / M. Chernysheva, M. Al Araimi, H. Kbashi, R. Arif, S.V. Sergeyev, A. Rozhin // Optics Express. – 2016. – № 24. – P. 15721–15729.

19. Yao X. Generation of bidirectional stretched pulses in a nanotube-mode-locked fiber laser // Appl. Optics. – 2014. – № 53. – P. 27–31.

20. All-fiber bidirectional optical parametric oscillator for precision sensing / R. Gowda, N. Nguyen, J.-C. Diels, R. A. Norwood, N. Peyghambarian, K. Kieu // Optics Letters. – 2015. – № 40. – P. 2033–2036.

21. Newbury N.R., Swann W.C. Low-noise fiber-laser frequency combs // J. Opt. Soc. Am. B. – 2007. – № 24. – P. 1756–1769.

22. J. Kim Y. Song Ultralow-noise mode-locked fiber lasers and frequency combs: Principles, status, and applications // Advances in Optics and Photonics. – 2016. – № 8. – P. 465–540.

23. Chernov A.I., Obraztsova E.D., Lobach A.S. Optical properties of polymer films with embedded single-wall nanotubes // Physica Status Solidi (b). – 2007. – № 244. – P. 4231–4235.

24. Hybrid mode-locked erbium-doped all-fiber soliton laser with a distributed polarizer / D.S. Chernykh, A.A. Krylov, A.E. Levchenko, V.V. Grebenyukov, N.R. Arutunyan, A.S. Pozharov, E.D. Obraztsova, E.M. Dianov // Appl. Optics. – 2014. – № 53. – P. 6654–6662.

25. Performance Peculiarities of Carbon Nanotube-Based Thin-Film Saturable Absorbers for Erbium Fiber Laser Mode-Locking / A.A. Krylov, S.G. Sazonkin, N.R. Arutyunyan, V.V. Grebenyukov, A.S. Pozharov, D.A. Dvoretskiy, E.D. Obraztsova, E.M. Dianov // Journal of the Opt. Soc. Of Am. B. – 2016. – № 33. – P. 134–142.

26. Dawkins S.T., McFerran J.J., Luiten A.N. Considerations on the measurement of the stability of oscillators with frequency counters // IEEE Trans. on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency control – 2007. – № 54. – P. 918–925.

27. Boosting the nonlinear optical response of carbon nanotube saturable absorbers for broadband mode-locking of bulk lasers / W.B. Cho, J.H. Yim, S.Y. Choi, S. Lee, A. Schmidt, G. Steinmeyer, U. Griebner, V. Petrov, D.-I. Yeom, K. Kim, F. Rotermund // Advanced Functional Materials. – 2010. – № 20. – P. 1937–1943.

28. Carrier-envelope phase dynamics and noise analysis in octave-spanning Ti:sapphire lasers / L. Matos, O.D. M¨ucke, J. Chen, F.X. K¨artner // Optics Express. – 2006. – № 14. – P. 2497–2511.

29. Haus H.A., Ippen E.P. Group velocity of solitons // Optics Letters. – 2001. – № 26. – P. 1654–1656.

30. Ablowitz M.J., Ilan B., Cundiff S.T. Carrier-envelope phase slip of ultrashort dispersion-managed solitons // Optics Letters. – 2004. – № 29. – P. 1808–1810.

31. Washburn B.R., Swann W.C., Newbury N.R. Response dynamics of the frequency comb output from a femtosecond fiber laser // Optics Express. – 2005. – № 13. – P. 10622–10633.

32. Ring-laser gyroscope without the lock-in phenomenon / S. Sunada, S. Tamura, K. Inagaki, T. Harayama // Phys. Rev. A. – 2008. – № 78. – P. 053822.

33. A semiconductor ring laser: Study of its characteristics as a rotation sensor / V.V. Akparov, V.G. Dmitriev, V.P. Duraev, A.A. Kazakov // Quantum Electronics. – 2010. – № 40. – P. 851–854.

34. Jeon M.Y., Jeong H.J., Kim B.Y. Mode-locked fiber laser gyroscope // Optics Letters. – 1993. – № 18. – P. 320–322.

35. Lee B.W., Jeong H.J., Kim B.Y. High-sensitivity mode-locked fiber laser gyroscope // Optics Letters. – 1997. – № 22. – Р. 129–131.

36. Stable similariton generation in an all-fiber hybrid mode-locked ring laser for frequency metrology / V. Lazarev, A. Krylov, D. Dvoretskiy, S. Sazonkin, A. Pnev, S. Leonov, D. Shelestov, M. Tarabrin, V. Karasik, A. Kireev, M. Gubin // IEEE Trans. on Ultrasonics, Ferroelectrics and Frequency control. – 2016. – № 63. – P. 1028–1033.

Представлен численный анализ возможности создания диэлектрического датчика амплитудных колебаний и выбора его оптимальных параметров. Датчик состоит из кварцевого чувствительного элемента с прикрепленным к нему зеркалом, которое крепится к корпусу с помощью упругого подвеса, и двух оптических волокон. Исследование разделено на два основных этапа: моделирование механической части датчика и определение ее оптимальной геометрии и разработка модели оптического компонента датчика. Было проведено механическое исследование датчика вибрации с целью определения его резонансной частоты и определения оптимальной длины эластичной перемычки. Оптическая часть исследования была сосредоточена на выборе оптимальных параметров для конфигурации расположения оптических волокон. Результаты показали, что датчик имеет собственную частоту колебаний выше 2000 Гц, наблюдается слабая зависимость чувствительности датчика от частоты колебаний при длине перемычки 1 мм. В исследовании представлено аналитическое решение для выбора оптимальных параметров оптического компонента датчика. Исследование вносит вклад в разработку волоконно-оптических акселерометров для измерения и анализа вибрации в различных областях применения.

Ключевые слова: акселерометр, вибродатчик, оптика, амплитудно-частотная характеристика.

Сафарян К.А.
Инженер кафедры «Общая физика», Пермский государственный научный исследовательский университет, лаборант научно-исследовательской лаборатории сенсорики и перспективных средств измерения, г. Пермь, e-mail: safaryank@icloud.com.

Голдобин А.А.
Студент кафедры «Общая физика», Пермский государственный научный исследовательский университет, лаборант научно-исследовательской лаборатории сенсорики и перспективных средств измерения, г. Пермь, e-mail: arseniy34259@gmail.com.

Минкин А.М.
Старший преподаватель кафедры «Физическая химия», Пермский государственный научный исследовательский университет, начальник отдела ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания»,
Пермь, Россия, e-mail: minkin.90@gmail.com.

Жикина Л.А.
Аспирантка кафедры «Охрана окружающей среды», Пермский национальный исследовательский политехнический университет, начальник лаборатории ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», Пермь, Россия, e-mail: lusyzh@gmail.com.

Останина Е.В.
Магистрант кафедры «Общая физика», Пермский национальный исследовательский политехнический университет, инженер-исследователь ООО «Инверсия-Сенсор», г. Пермь, e-mail: ostanina@i-sensor.ru.

Гончаров М.М.
Ассистент кафедры «Общая физика», Пермский государственный научный исследовательский университет, лаборант научно-исследовательской лаборатории сенсорики и перспективных средств измерения, г. Пермь, e-mail: goncharov.m.m@mail.ru.

1. Development and studies on FBG temperature sensor for applications in nuclear fuel cycle facilities / J. Kumar [et al.] // IEEE Sensors Journal. – 2020. – Vol. 21, № 6. – P. 7613–7619.

2. Initial and residual trapping of hydrogen and nitrogen in Fontainebleau sandstone using nuclear magnetic resonance core flooding / A. Al-Yaseri [et al.] // International Journal of Hydrogen Energy. – 2022. – Vol. 47, № 53. – P. 22482–22494.

3. Minakuchi S., Takeda N. Recent advancement in optical fiber sensing for aerospace composite structures //Photonic Sensors. – 2013. – Vol. 3. – P. 345–354.

4. Yan B., Liang L. A novel fiber Bragg grating accelerometer based on parallel double flexible hinges // IEEE Sensors Journal. – 2019. – Vol. 20, № 9. – P. 4713–4718.

Представлены описание и анализ исторического развития волоконно-оптического распределенного акустического мониторинга как области науки и техники. Обзор включает в себя предпосылки возникновения области исследований, проблемы, с которыми сталкивались ученые и изобретатели, а также методы, которыми они решались, а также и технологии, которые использовались. Приведены направления развития отрасли в настоящее время. На основании изложенного материала сделаны предположения о трендах дальнейшего развития сферы волоконно-оптических распределенных датчиков физических величин.

Ключевые слова: рэлеевское рассеяние, рефлектометрия, распределенный акустический датчик, исторический обзор, фазочувствительная оптическая рефлектометрия, датчик вибраций.

Туров А.Т.
Аспирант кафедры «Общая физика» Пермский национальный исследовательский политехнический университет, младший научный сотрудник Лаборатории фотоники Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделения Российской академии наук, г. Пермь, e-mail: artemtur442@gmail.com.

1. Wang L.V., Yao J. A practical guide to photoacoustic tomography in the life sciences // Nature methods. – 2016. – Vol. 13, № 8. – P. 627.

2. Pipeline corrosion and leakage monitoring based on the distributed optical fiber sensing technology / L. Ren, T. Jiang, Z.G. Jia, D.S. Li, C.L. Yuan, H.N. Li // Measurement. – 2018. – № 122. – P. 57–65.

3. Distributed partial discharge detection in a power transformer based on phase-shifted FBG / G. M.Ma, H.Y. Zhou, C.Shi, Y. B.Li, Q.Zhang, C. R.Li, Q. Zheng // IEEE Sensors Journal. – 2018. – Vol. 18, № 7. – P. 2788–2795.

4. Taylor H.F., Lee C.E. Apparatus and method for fiber optic intrusion sensing: пат. 5194847 США. – 1993.

5. Takahashi N., Tetsumura K., Takahashi S. Underwater acoustic sensor using optical fiber Bragg grating as detecting element // Japanese journal of applied physics. – 1999. – Vol. 38, № 5S. – P. 3233.

6. Leng J., Asundi A. Structural health monitoring of smart composite materials by using EFPI and FBG sensors // Sensors and Actuators A: Physical. – 2003. – Vol. 103, № 3. – P. 330–340.

7. Maurer R.D., Schultz P.C. Fused silica optical waveguide: пат. 3659915 США. – 1972.

8. Barnoski M.K., Jensen S.M. Fiber waveguides: a novel technique for investigating attenuation characteristics // Applied optics. – 1976. – Vol. 15, № 9. – P. 2112–2115.

9. Combined Raman lidar for the measurement of atmospheric temperature, water vapor, particle extinction coefficient, and particle backscatter coefficient / A. Behrendt, T. Nakamura, M. Onishi, R. Baumgart, T. Tsuda // Applied optics. – 2002. – Vol. 41, № 36. – P. 7657–7666.

10. Jenkins D.M. Updated optical waveguide measurement techniques and detailed equipment listing to be made available for instructional purpose in assembling a similar measuring system // Corning Glass Works R&D Lab, Technical Staff Division. – Vol. 19. – 1974.

11. Raman C.V., Nath N.S.N. The diffraction of light by sound waves of high frequency: Part II // Proceedings of the Indian Academy of Sciences-Section A. – Springer India, 1935. – Vol. 2, № 4. – P. 413–420.

12. Industrial applications of the BOTDR optical fiber strain sensor / H. Ohno, H. Naruse, M. Kihara, A. Shimada // Optical fiber technology. – 2001. – Vol. 7, № 1. – P. 45–64.

13. Long-range Raman distributed temperature sensor with high spatial and temperature resolution using graded-index few-mode fiber / Y. Liu, L. Ma, C. Yang, W. Tong, Z. He // Optics express. – 2018. – Vol. 26, № 16. – P. 20562–20571.

14. A neural network method for the BFS extraction / A.I. Krivosheev [et al.] // 2022 International Conference Laser Optics (ICLO). – IEEE, 2022. – P. 01–01.

15. Healey P., Malyon D.J. OTDR in single-mode fibre at 1.5 μm using heterodyne detection // Electronics Letters. – 1982. – Vol. 18, № 20. – P. 862–863.

16. Research progress in distributed acoustic sensing techniques / Y. Shang [et al.] // Sensors. – 2022. – Vol. 22, № 16. – P. 6060.

17. Masoudi A., Belal M., Newson T.P. A distributed optical fibre dynamic strain sensor based on phase-OTDR // Measurement Science and Technology. – 2013. – Vol. 24, № 8. – P. 085204.

18. Phase-sensitive optical time domain reflectometer based on phase-generated carrier algorithm / G. Fang, T. Xu, S. Feng, F. Li // Journal of lightwave technology. – 2015. – Vol. 33, № 13. – P. 2811–2816.

19. Quantitative measurement of dynamic nanostrain based on a phase-sensitive optical time domain reflectometer / Y. Dong, X. Chen, E. Liu, C. Fu, H. Zhang, Z. Lu // Applied Optics. – 2016. – Vol. 55, № 28. – P. 7810–7815.

20. Advances in phase-sensitive optical time-domain reflectometry / S. Liu, F. Yu, R. Hong, W. Xu, L. Shao, F. Wang // Opto-Electronic Advances. – 2022. – Vol. 5, № 3. – P. 200078-1–200078-28.

21. Scientific applications of distributed acoustic sensing: State-of-the-art review and perspective / B.G. Gorshkov [et al.] // Sensors. – 2022. – Vol. 22, № 3. – P. 1033.

22. Building safety monitoring based on extreme gradient boosting in distributed optical fiber sensing / L. Huang, Y. Li, S. Chen, Q. Zhang, Y. Song, J. Zhang, M. Wang // Optical Fiber Technology. – 2020. – Vol. 55. – P. 102149.

23. A single-scan PM-fibers polarization axes study / M.E. Belokrylov [et al.] // 2022 International Conference Laser Optics (ICLO). – IEEE, 2022. – P. 01–01.

24. Application of optical frequency domain reflectometry for the study of polarization maintaining fibers / K.A. Ovchinnikov [et al.] // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. – 2022. – Vol. 86, № 1. – P. S156–S162.

25. Туров А.Т., Константинов Ю.А., Криштоп В.В. Анизотропное оптическое волокно в распределенном акустическом мониторинге // Проблемы оптической физики и биофотоники. SFM-2022: материалы 10-го Междунар. симпоз. и 26-й Междунар. молодеж. науч. школы Saratov Fall Meeting 2022; Саратов, 26–30 сентября 2022 г. / под ред. Г.В. Симоненко, В.В. Тучина. – Саратов: Саратовский источник, 2022. – С. 33–38.

26. Распределённое одноимпульсное исследование поляризационных осей анизотропных оптических волокон / М.Е. Белокрылов, Ю.А. Константинов, А.И. Кривошеев, А.Т. Туров // Фотон-Экспресс. – 2021. – № 7(175). – С. 16–18.

27. Advances in effects of sound waves on plants / R.H.E. Hassanien [et al.] // Journal of Integrative Agriculture. – 2014. – Vol. 13, № 2. – P. 335–348.

28. Passive acoustic monitoring in ecology and conservation / E. Browning, R. Gibb, P. Glover-Kapfer, K.E. Jones. – 2017.

29. A song of ice and fiber // Sandia LabNews. – URL: https://news-releases.sandia.gov/undersea_sensor/ (дата обращения: 08.06.2023).

30. Snow coupled distributed acoustic sensing for intrusion detection of Polar Bears in Arctic Camps / D. Glaser, D. Costley, K. Hathaway, G. Boitnott, J. Weale // Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems 2021. – Society of Exploration Geophysicists and Environment and Engineering Geophysical Society, 2021. – P. 262–262.

31. Towards detecting red palm weevil using machine learning and fiber optic distributed acoustic sensing / B. Wang [et al.] // Sensors. – 2021. – Vol. 21, № 5. – P. 1592.

32. Zhu T., Shen J., Martin E.R. Sensing Earth and environment dynamics by telecommunication fiber-optic sensors: an urban experiment in Pennsylvania, USA // Solid Earth. – 2021. – Vol. 12, № 1. – P. 219–235.

33. Оптоволоконный датчик вибраций почвы и система обработки данных / А.Т. Туров, Ю.А. Константинов, М.Е. Белокрылов, А.Ю. Максимов // Фотон-Экспресс. – 2021. – № 6(174). – С. 383–384.

34. Разработка простого волоконно-оптического распределенного акустического датчика для применения в растениеводстве / А.Т. Туров, Ю.А. Константинов, М.Е. Белокрылов, А.Ю. Максимов // Прикладная фотоника. – 2021. – Т. 8, № 2. – С. 33–43.

35. Простой волоконно-оптический распределённый датчик вибраций / А.Т. Туров, Ю.А. Константинов, М.Е. Белокрылов, А.Ю. Максимов // XI Междунар. конф. по фотонике и информац. оптике: сб. науч. тр.; Москва, 26–28 января 2022 г. – М.: Изд-во Нац. исслед. ядерного ун-та. – МИФИ, 2022. – С. 501–502.

Разработана кусочно-линеаризированная модель для определения температуры термальных объектов с использованием их радиационных характеристик в ИК-диапазоне. Задача вычисления температуры термального объекта сформулирована в виде оптимизационной задачи вариационного типа, в которой ставится задача нахождения такой зависимости рассматриваемого интервала длин волн ∆λ = λ₂ – λ₁ от центральной длины волны λ_с = (λ₂ – λ₁)/2  при
которой значение целевого функционала, эквивалентного вычисляемой температуре, достигает минимума при наложении определенного ограничительного условия на функцию ∆λ = Ψ(λ_с) . Показано, что минимум целевого функционала возможен при обеспечении обратной зависимости ∆λ от λ_c , т.е. с ростом λ_c , ∆λ должен уменьшаться, что, в свою очередь, приводит к уменьшению погрешности линеаризации.

Ключевые слова: термальные объекты, инфракрасное излучение, оптимизация, температура объекта, кусочно-линеаризированная модель.

Агаев Ф.Г.
Доктор технических наук, профессор, директор Института космических исследований природных ресурсов Национального аэрокосмического агентства, Азербайджан, e-mail: director.tekti@mail.ru.

Асадов Х.Г.
Доктор технических наук, профессор, нач. отд. НИИ Аэрокосмической информатики, Национального аэрокосмического агентства, Азербайджан, e-mail: asadzade@rambler.ru.

Алиева Г.В.
Кандидат технических наук, начальник отд. Института космических исследований природных ресурсов Национального аэрокосмического агентства, Азербайджан, e-mail: gunelcelilova@mail.ru.

1. Bae T., Kim Y., Ahn S. IR-Band conversion of target and background using surface temperature estimation and error compensation for military IR sensor simulation // Sensors. – 2019. – P. 19.

2. Research on the united expression of MDTD for thermal imaging systems / K. Ai, L. Zhou, G. Zeng, Y. Liang, X. Li // Proc. SPIE 5075. Targets and backgrounds IX: Characterization and representation. – 5 september 2003. DOI: 10.1117/12.488063

3. C. Infared search&track systems as an anti-stealth approach / G. Gaitanakis, A. Vlastaras, N. Vassos, G. Limnaios, K. Zikidis // Journal of computations&modelling. – 2009. – Vol. 9, № 1. – P. 33–53.

4. Andersson K. Modeling the impact of surface emissivity on the military utility of attack aircraft // Aerospace science and technology. – 2017. – Vol. 65. – P. 133–140.

5. Jianwei L., Qiang W. Aircraft-skin infrared radiation characteristics modeling and analysis // Chin. J. Aeronaut. – 2009. – Vol. 22(5). – P. 493– 497. URL: http://dx.doi.org/10.1016/S1000-9361(08)60131-4.

6. Mahulikar S.P., Potnuru G., Arvind R. Study of sunshine, skyshine and earthshine for aircraft infrared detection // J. opt. Pure Appl. Opt. – 2009. – Vol. 11(4). – P. 045703. – URL: http://dx.doi.org/10.1088/1464- 4258/11/4/045703.

7. Marcus C., Andersson K., Akerlind C. Balancing the radar and long wavelength infrared signature properties in concept analysis of combat aircraft – A proof of concept // Aerospace science and technology. – 2017. – Vol. 71. – P. 733–741.

8. Pan C., Zhang J., Shan Y. Modeling and analysis of helicopter thermal and infrared radiation // Chinese journal of aeronautics. – 2011. – Vol. 24, № 5. – P. 558–567.

9. Jianwei L., Qiang W. Aircraft-skin infrared radiation characteristics modeling and analysis // Chinese journal of aeronautics. – 2009. – Vol. 22, № 5. – P. 493–497.

10. Dulski R., Sosnowski T., Polakowski H. A method for modelling IR images of sky and clouds // Infrared physics technology. – 2011. – Vol. 45, № 2. – P. 53–60.

11. Wllers C.J., Wheeler M.S. The validation of models in an imaging infrared simulation // Microwave and optoelectronics conference. – 2007. – P. 250–254. (Brazil).

12. Ab-Rahman M.S., Hassan M.R. Analytical analysis of lock-on range of infrared heat seeker missile // Australian journal of basic and applied sciences. – 2009. – P. 3703–3713.

13. Bae T.W., Kim Y.C., Ahn S.H. IR composite image generation by wavelength band based on temperature synthesis estimated from IR target signature and background scene // Journal of Sensors. – 2019. DOI: 10.1155/2019/9423976

14. Эльсгольц Л.Е. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. – М.: Наука, 1974. – С. 472.

Рассматривается взаимодействие двух высокоэнергетических оптических импульсов малой длительности, движущихся навстречу друг другу в оптическом волокне. Предполагаемый результат взаимодействия – структурное изменение сердцевины, продольные размеры которого соизмеримы с длиной импульса. Оптическое волокно с подобной структурой может быть использовано в качестве чувствительного элемента в сенсорном применении. Для решения задачи взаимодействия импульсов составлена система уравнений, описывающая распространение двух встречных плоских электромагнитных волн в диэлектрическом волноводе. Расчеты производились в среде численного моделирования COMSOL Multyphysics. Полученные результаты показали, что расчетное пространственное распределение имеет четыре явно выраженных центра. Приводится сравнение с экспериментальными данными.

Ключевые слова: модель, оптическое волокон, оптический пробой, встречные импульсы, структура.

Конин Ю.А.
Аспирант кафедры лазерной фотоники и оптоэлектроники Санкт-Петербургского университета ИТМО, инженер-исследователь Лаборатории фотоники ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», г. Пермь, e-mail: yuri-konin@ya.ru.

Петров А.А.
Старший преподаватель, научный сотрудник Института лазерных технологий Университета ИТМО, г. Санкт-Петербург, е-mail: aapetrov@itmo.ru.

Луценко А.С.
Аспирант кафедры прикладной математики Пермского национального исследовательского политехнического университета, инженер-конструктор Лаборатории фотоники ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», г. Пермь, е-mail: e-mail: andrew-lucenko@yandex.ru.

1. Bufetov I.A., Dianov E.M. Optical discharge in fibre light guides // Adv. of Physical Sciences. – 2005. – Vol. 175, № 1. – P. 100–103.

2. Shuto, Yoshito. (2021). Fiber Fuse Phenomenon (3rd Edition).

3. Беспрозванных В.Г., Первадчук В.П. Нелинейные эффекты в волоконной оптике: учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2011. – 228 с.

4. Structural characteristics of internal microcavities produced in optical fiber via the fuse effect / Y.A. Konin, V.A. Scherbakova, M.I. Bulatov, N.V. Malkov, A.S. Lucenko, S.S. Starikov, N. Grachev, A.V. Perminov, A.A. Petrov // Journal of Optical Technology – 2021. – Vol. 88, № 11. – P. 672–677.

5. Study of micro-cavities formed by optical breakdown under the influence of a magnetic field / Yu.A. Konin, V.A. Scherbakova, A.V. Perminov, A.Yu. Petuhova // Optics Communications. – 2022. – Vol. 517. – P. 128242. DOI: 10.1016/j.optcom.2022.128242

6. Fleming J.W. Dispersion in GeO2 -SiO2 glasses // Appl. Opt. – 1984. – № 23. – P. 4486–4493.

Рассмотрены астрономические средства навигации для решения прикладных задач с большой продолжительностью выполнения, их преимущества по сравнению с другими источниками навигационной информации. Проанализированы предпосылки для создания нового поколения астронавигационных систем. Представлены макет астронавигационной системы, его составные части, внешний вид и внутреннее строение. Дана функциональная схема системы для различных режимов работы. Показаны ограничения на применение астросистем в морских условиях и способы их преодоления при конструировании экспериментального образца. Результаты испытаний экспериментального образца позволили определить направления дальнейшего совершенствования конструкции и характеристик астронавигационных систем нового поколения.

Ключевые слова: астроинерциальная система, навигация, бесплатформенная инерциальная система, астровизирующее устройство, система координат, погрешности, испытания.

Болотнов С.А.
Кандидат технических наук, доцент, начальник отдела прецизионных навигационных систем ПАО «Пермская научно-производственная приборо-строительная компания», г. Пермь, e-mail: BolotnovSA@pnppk.ru.

Герасимчук Ю.Н.
Кандидат технических наук, доцент, заместитель начальника отдела прецизионных навигационных систем ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», г. Пермь, e-mail: GerasimchukUN@pnppk.ru.

Шкатов М.Ю.
Кандидат технических наук, доцент, научный консультант отдела прецизионных навигационных систем ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», г. Пермь, e-mail: ShkatovMU@pnppk.ru.

Болотнов А.С.
Инженер-программист отдела прецизионных навигационных систем ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», г. Пермь, e-mail: BolotnovAS@pnppk.ru.

Кондрашкин Г.В.
Инженер-конструктор отдела прецизионных навигационных систем ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», г. Пермь, e-mail: yaegor93@mail.ru.

1. Скубко Р.А., Шкатов М.Ю. Мореходная астрономия: учебник. – СПб.: Изд-во СПб ВМИ, 2002. – 652 с.

2. Воробьев Л.М. Астрономическая навигация летательных аппаратов. – М.: Машиностроение, 1968. – 280 с.

3. Звездный координатор БОКЗ-М и перспективы его развития / Г.А. Аванесов, А.А. Форш, Р.В. Бессонов, Я.Л. Зиман, М.И. Куделин // Материалы XIV Санкт-Петербург. междунар. конф. по интегрированным навигационным системам. – СПб.: Изд-во ЦНИИ «Электроприбор», 2007.

4. Разработка автономной бесплатформенной астроинерциальной навигационной системы / Г.А. Аванесов, Р.В. Бессонов, А.Н. Куркина, Е.А. Мысник, А.С. Лискив, М.Б. Людомирский, И.С. Каютин, Н.Е. Ямщиков // Современные проблемы ориентации и навигации космических аппаратов: сб. тр. Третьей Всерос. науч.-техн. конф.; Таруса, 10–13 сент. 2012. – М.: Изд-во ИКИ РАН, 2013. – С. 9–29.

5. Основы определения корректирующих поправок в бесплатформенной астроинерциальной навигационной системе / Ю.Н. Герасимчук, С.Г. Брайткрайц, С.А. Болотнов, М.Б. Людомирский, И.С. Каютин, Н.Е. Ямщиков, Р.В. Бессонов // Новости навигации. – 2011. – № 4. – С. 33–39.

6. Звёздные датчики ориентации в астроинерциальных системах летательных аппаратов / Р.В. Бессонов, Е.В. Белинская, Н.Н. Брысин,С.В. Воронков, А.Н. Куркина, А.А. Форш // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. – 2018. – Т. 15, № 6. – С. 9–20.

7. Анализ современного состояния и перспектив развития приборов звездной ориентации семейства БОКЗ / Г.А. Аванесов, Р.В. Бессонов, А.А. Форш, М.И. Куделин // Изв. вузов. Приборостроение. – 2015. – Т. 58, № 1. – С. 3–13.

Исследованы излучающие и токовые параметры двойной гетероструктуры InGaAs/AlGaAs/GaAs, слои которой одновременно подвергались легированию и перемешиванию путем быстрого термического отжига цинка из металлического слоя с покрытием SiO₂ при разных температурах и времени вжигания: 1) 700 °C, 5 мин; 2) 650 °C, 5 мин; 3) 650 °C, 15 мин. Сравнение образцов с различными температурами и временем вжигания цинка показало, что повышение времени и температуры процесса увеличивает сдвиг максимума излучения в коротковолновую область. Максимальный сдвиг составил 87 нм.

Ключевые слова: непоглощающее окно, коротковолновый сдвиг, быстрый термический отжиг, диффузия цинка, перемешивание квантовой ямы.

Набиуллин И.С.
Аспирант кафедры «Физика конденсированных сред», Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва, ведущий инженер-исследователь ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», г. Пермь, e-mail: ildar.s.n@yandex.ru.

Клочков А.Н.
Кандидат физико-математических наук, доцент, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва, e-mail: klochkov_alexey@mail.ru.

Виниченко А.Н.
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва, e-mail: ANVinichenko@mephi.ru.

Васильевский И.С.
Доктор физико-математических наук, профессор, ведущий научный сотрудник, Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва, e-mail: ivasilevskii@mail.ru.

1. Marsh J.H. Quantum well intermixing // Semicond. Sci. Technol. – 1993. – Vol. 8, № 6. – P. 1136–1155.

2. Effects of damage accumulation on quantum well intermixing by low-energy ion implantation in photonic devices / M. Chicoine [et al.] // Applications of Photonic Technology 6. SPIE. – 2003. – Vol. 5260, № 15. – P. 423.

3. Control of multiple bandgap shifts in InGaAs-AlInGaAs multiple-quantum-well material using different thicknesses of PECVD SiO₂ protection layers / X.F. Liu [et al.] // IEEE Photonics Technol. Lett. IEEE. – 2000. – Vol. 12, № 9. – P. 1141–1143.

4. Novel quantum well intermixing in InGaAs-InGaAsP laser structure using argon plasma exposure / T.C.L. Wee [et al.] // Conf. Lasers Electro-Optics Eur. (2000). – Pap. CWF95. – Optica Publishing Group, 2000. – P. CWF95.

5. 980 nm DBR lasers monolithically integrated with EA modulators for optical interconnect applications / G.B. Morrison [et al.] // Integr. Photonics Res. Appl. Inf. Syst. – 2005. – Pap. IWF2. – Optica Publishing Group, 2005. – P. IWF2.

6. Output power limitations and improvements in passively mode locked GaAs/AlGaAs quantum well lasers / G. Tandoi [et al.] // IEEE J. Quantum Electron. – 2012. – Vol. 48, № 3. – P. 318–327.

7. Walker C.L., Bryce A.C., Marsh J.H. Improved catastrophic optical damage level from laser with nonabsorbing mirrors // IEEE Photonics Technol. Lett. – 2002. – Vol. 14, № 10. – P. 1394–1396.

8. Matsumoto Y. Study on Zn Diffusion in GaAs and AlxGa1-xAs (x≤0.4) at temperatures from 726° to 566°C // Jpn. J. Appl. Phys. IOP Publishing. – 1983. – Vol. 22, № 5. – P. 829.

9. Андреев В.М., Сулима О.В. Исследование диффузии цинка из газовой фазы в твердые растворы Al(x)Ga(1-x)As // Журнал технической физики. – 1984. – Т. 54, № 7. – С. 1320–1324.

10. Kahen K.B. Mechanism for the diffusion of zinc in gallium arsenide // MRS Online Proc. Libr. Springer. – 1989. – Vol. 163, № 1. – Р. 681–684.

11. Метод диффузии цинка в InP через узкий зазор с использованием планарного источника на основе Zn-P₂ / М.О. Петрушков [и др.] // Письма в журнал технической физики. – 2018. – Т. 44, № 14. – С. 19.

12. Zn-diffusion-induced intermixing of InGaAs/InP multiple quantum well structures / K. Nakashima [et al.] // Appl. Phys. Lett. – 1988. – Vol. 52, № 17. – P. 1383–1385.

13. Диффузия легирующих примесей из полимерных диффузантов и применение этого метода в технологии полупроводниковых приборов. Обзор / Е.Г. Гук [и др.] // Физика и техника полупроводников. – 1999. – Т. 33, № 3. – С. 257–269.

14. Kalkur T.S., Lu Y.C., Paz de Araujo C.A. Rapid thermal diffusion of zinc in GaAs // MRS Online Proc. Libr. Springer. – 1987. – Vol. 92, № 1. – P. 461–468.

15. InGaAs/GaAsP/GaInP quantum well lasers with window structure fabricated by impurity free vacancy disordering / L. Zhou [et al.] // Solid. State. Electron. Elsevier Ltd. – 2013. – Vol. 89. – P. 81–84.

16. Edge-emitting InGaAs/GaAs laser with high temperature stability of wavelength and threshold current / N.Y. Gordeev [et al.] // Semicond. Sci. Technol. IOP Publishing. – 2010. – Vol. 25, № 4. – P. 045003.

17. Peter S. Zory J. Quantum well lasers. – Academic Press, 1993.

18. Liu N., Poulin S., Dubowski J.J. Enhanced photoluminescence emission from bandgap shifted InGaAs/InGaAsP/InP microstructures processed with UV laser quantum well intermixing // J. Phys. D. Appl. Phys. – 2013. – Vol. 46, № 44. – Р. 445103.

19. Facet and grating reflectivity effects in wavelength stabilised uncooled pump lasers / J. Li [et al.] // Electron. Lett. – 2005. – Vol. 40, № 1.