Сети и системы связи

Разрабатывается метод изготовления изделий со сложной формой поверхности. Изделия предназначены для устройств оптической записи или обработки информации, напр., диски CD-ROM, планарные микролинзы, массивы микролинз, френелевские линзы, дифракционные решетки и др. Первоначально поверхность изделий может содержать шероховатости, для выравнивания которых обычно используют или вулканизируемые УФ-излучением, или многослойные органополисилоксановые покрытия. Отмечается, что в 1-м случае реализованные покрытия имеют низкую температурную стойкость, а во 2-м – требуют продолжительной и дорогостоящей технологии. Предлагаются варианты состава материала покрытий и предпочтительные технол. циклы для изготовления покрытий с высокой температурной стойкостью (.

Процесс проектирования имеет ярко выраженный итеративный характер, и логически его можно разделить на три этапа: моделирование технологического процесса (ТП); синтез регулятора; окончательный синтез программного обеспечения (ПО) (из библиотеки объектных модулей) для микро-ЭВМ, стоящей в контуре систем автоматизации (СА) ТП. Все основные функции при расчете выполняет программная система (ПС) без участия проектировщика, который вмешивается в процесс проектирования лишь в критических точках (анализ наиболее важных качественных характеристик). Для автоматизированного проектирования (АП) мат. обеспечения (МО) СА ТП производства оптических материалов (ОМ) предлагается методика параллельного структурного и параметрического синтеза.

Одним из самых перспективных методов обработки оптических материалов является легирование их редкоземельными элементами, при этом самым эффективным методом является ионно-плазменное легирование кварцевых волокон эрбием (Er{3+}) и неодимом (Nd{3+}). Эрбий (Er) показывает широкий оптический переход около значения диапазона 1,54 мкм, совпадая с длиной волны, при которой оптические волокна, на основе кремния, имеет миним. потери сигнала (ЭКВИВ0,2 дБ/км) и способны усиливать проходящие по оптическому волокну сигналы на 30 дБ.

Рассматриваются вопросы применения мелкозернистого прозрачного кварца при построении компонентов полностью оптических телекоммуникационных систем. Представлено краткое описание способа получения кварцевых образцов с мелкозернистой структурой, диаграмма деформации, рентгеноструктурные фотографии структуры и гистограммы распределения количества зерен в зависимости от их размеров. Проведено экспериментальное исследование спектра поглощения такого материала в видимом и ближнем инфракрасном спектральном диапазоне, а также изучено вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ) на таких образцах. Выявлено уменьшение действия ВРМБ в общей сложности на величину порядка 10%. В связи с полученным результатом предложено использовать мелкозернистый прозрачный материал при построении элементов оптических устройств, функциональное действие которых предполагает наличие нелинейного режима. Это многоканальные разветвители, фильтры, аттенюаторы, бистабильные устройства. Теоретически исследовано влияние таких нелинейных эффектов, как нелинейное преломление, поглощение, параметрическая генерация и модуляционная неустойчивость в исследуемом материале на импульсный сигнал. Сделан вывод о возможности использования мелкозернистого прозрачного материала в перспективных устройствах управления оптическими информационными потоками.

Продемонстрировано применение полимеров, содержащих перфтороциклобутан, с подстраиваемыми свойствами для изготовления устройств с дифракционными решетками на массиве волноводов, которые м. б. использованы в оптических сетях связи с уплотнением каналов по длине волны. Эти новые серии полимеров демонстрируют низкое оптическое затухание, высокую термостабильность и подстраиваемый показатель преломления, облегчая проектирование оптических устройств с высокими характеристиками. Описан процесс проектирования, изготовления и измерения характеристик дифракционных решеток на массиве волноводов с применением таких полимеров.

Представлены результаты экспериментального исследования спектра поглощения образцов кварцевого стекла, внутренняя структура которых изменена действием деформации. Последнее состоит в измельчении размеров зерна кварцевого кристаллита. В результате эксперимента выявлено отличие спектров поглощения деформированных и недеформированных образцов. Анализ возможного действия рассеяния на неоднородностях (микротрещинах и т. д.) и отличий спектров позволил сделать вывод об изменении квантового состояния зерен. С целью изучения возможности применения деформированных стекол при построении перспективных оптических компонентов экспериментально исследовано вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ) в полученных образцах. Приведена схема эксперим. установки, аналитический вывод выражения для коэф. отражения ВРМБ, результаты эксперим. и аналитических исследований.

Разработаны 2-мерные фотонные кристаллы для ближней ИК-области на основе AlGaAs с воздушными отверстиями со сформированными с помощью дефектов волноводами. В образцах без волноводов в спектрах оптич. пропускания, записанных в области 850-1100 нм, наблюдались глубокие провалы, обусловленные фотонной запрещенной зоной, с ослаблением пропускания 30-35 дБ. Близкое к 100% пропускание отмечалось для волноводных мод. Свойства оптич. пропускания волноводов на дефектах измерялись двумя методами: измерением спектров пропускания и с помощью видиконовой камеры. Библ. 37. Т. А. Ш..

Разработаны новые стекла на основе теллура, которые м. б. использованы в качестве среды широкополосного рамановского усиления. С помощью таких стекол м. б. реализованы высокопроизводительные волоконные рамановские усилители. Такие характеристики м. б. достигнуты путем легирования P[2]O[5] и WO[3] в TeO[2]-BaO-SrO-Nb[2]O[5] стекло. Макс. коэф. усиления превышает ЭКВИВ50 раз усиление в кварцевом волокне для 532 нм возбуждении, а ширина полосы в 2 раза больше.

Реализованы теллуритные стекла, оптимизированные для получения более высокого рамановского усиления и большой ширины полосы. Установлено, что такие стекла обладают улучшенной термостабильностью, что делает их пригодными для применения в волоконно-оптических устройствах. При сохранении рамановского усиления на более высоком уровне рамановская ширина полосы м. б. расширена путем соотв. добавок в теллуритные стекла. С применением легированных стекол получены более высокие рамановское усиление и рамановские поперечные сечения по сравнению с не легированными теллуритными стеклами.

Рассмотрены особенности процессов изготовления оптических элементов для ИК-области спектра на основе слоев As-S. Рассмотрены особенности селективного травления слоев As[100-x]S[x] в растворах на основе аминов. Для пропускающих дифракционных решеток с периодами 6 мкм значения дифракционной эффективности в первом порядке дифракции составляли приблизительно 23%. Матрицы рефракционных микролинз с диаметром отдельной линзы около 12 мкм были получены методом контактной печати с использованием полутоновых шаблонов. Полученные результаты позволяют считать слои As-S перспективными регистрирующими средами для изготовления разнообразных оптических элементов для ИК-области спектра.

На основании анализа Джадда-Офельта установлено, что квантовый выход при 1,46 мкм легированных Tm{3+} теллуритных стекол почти равен квантовому выходу во фторидных стеклах, которые используются как матрица в легированных Tm{3+} волоконных усилителях (TBУ). Отношение интенсивностей полос излучения 1,8 мкм и 1,46 мкм возрастает с увеличением содержания Tm{3+}, а время жизни уровня {3}H[4] быстро уменьшается с увеличением Tm{3+}. Это свидетельствует о возможности использования теллуритного стекла в качестве матрицы TBУ, но для достижения высокого квантового выхода при 1,46 мкм концентрация Tm{3+} должна быть настолько низкой, чтобы кросс-релаксация подавлялась.