Подведены итоги междунар. конференции OFC/NFOEC2006, проходившей в марте 2006 г. в Калифорнии (США) под девизом “Объединение науки и бизнеса в оптической связи”. Были представлены новые оптические волокна и их применения. Особое внимание было уделено вопросам измерений в оптическом волокне. Параллельно с разработкой новых подходов на конференции были представлены также модернизации уже давно используемых технологий.
Подробно описаны метод и установка для производства стеклянных заготовок оптических волокон. В процессе изготовления для легирования используются редкоземельные материалы высокой концентрации. Изготовленные заготовки м. б. вытянуты в оптические волокна с низкой числовой апертурой, низким затуханием сердцевины и высоким поглощением мощности накачки. Высокая концентрация легирующих примесей м. б. достигнута с помощью метода “гибридной обработки паром”, метода “гибридной обработки жидкостью” или сочетанием этих методов. 7 ил.
Изготовлено оптическое волокно со сдвинутой дисперсией, у которого форма распределения показателя преломления содержит центр. часть сердцевины с высоким показателем преломления, ступенчатую часть сердцевины с более низким показателем преломления, чем центральная, обеспечивая т. обр., внешнюю окружность, а также оболочка с более низким показателем преломления, чем ступенчатая часть, так же обеспечивающая окружность. Параметры всех частей подобраны т. обр., чтобы одновременно удовлетворялись след. условия: одномодовый режим работы и потери на изгиб д. б. .
Представлены новая конструкция оптического волокна, имеющего внутреннее выравненный спектр эффективного рамановского усиления. Результаты моделирования показали, что широкополосное рамановское усиление с выравненным спектром, использующее 1 накачку, м. б. достигнуто в любом спектральном диапазоне при соотв. выборе параметров волокна и длины волны накачки. Волокно также имеет высокий коэф. отрицат. дисперсии (380-515) пс/км*нм во всем рабочем диапазоне длин волн и такую форму дисперсионной кривой, что общая дисперсия линии м. б. не только скомпенсирована, но и выравнена. Приведены характеристики волокна, используемого в качестве модуля для S-диапазона.
На предприятии фирмы KLM Kabelmaschinenfabrik, ФРГ, при производстве оптических волокон используется детектор, с помощью которого осуществляется непрерывный контроль параметров цветных кольцевых полосок, используемых для маркировки продукции. Непрерывно контролируются цвет полосок, их ширина и число. Использование принципа непрерывного контроля в процессе производства позволяет исключить большую часть рекламаций.
В рамках линейной модели с учетом дисперсионных эффектов второго порядка на примере частотно-модулированного гауссова импульса показано, что наличие мнимой части у параметра дисперсии групповой скорости оказывает существенное влияние на динамику импульса в одномодовом световоде с усилением. Поглощение оказывает несущественное влияние на дисперсионные характеристики волокна и на его трансформационные свойства. Выявлена возможность реализации “сверхкомпрессии”, при которой длительность импульса тау[и]->0, а также компрессии импульса без его начальной частотной модуляции. Показано, что в указанных волокнах возможны распространение максимума импульса со сверхсветовой скоростью и обращение волнового фронта.
Предложена методика проектирования волноводной структуры пластмассовых оптических волокон с градиентным показателем преломления (учитываются такие параметры, как профиль показателя преломления, числовая апертура и диаметр сердцевины) с целью уменьшения потерь на изгибе. Проведена оценка потерь на изгибание при нескольких условиях изгиба. Показано, что потери на изгибе существенно уменьшаются, когда диаметр сердцевины .
Предложена технология изготовления оптического волокна с оболочкой, используемого в качестве среды для передачи оптической информации. Оптические волокна используются в одномодовом режиме, причем для облегчения ввода оптического излучения/волокна снабжаются двойной оболочкой. Первая оболочка наносится на волокна непосредственно при изготовлении, а в качестве второй оболочки используется лента из термопластической прозрачной смолы с канавками, в которые укладываются оптические волокна и которая после укладки волокон нагревается до температуры перехода в стекловидную фазу. При этом осуществляется механическое соединение волокна и ленты из прозрачной смолы. После охлаждения лента наматывается на бобину.
На основе формулировки Блоха дан анализ волокон с фотонными запрещенными зонами. Рассмотрено влияние параметров таких волокон, в частности, вариации ширин разрешенных и запрещенных зон на дисперсионные характеристики. Найдено, что число разрешенных зон увеличивается с повышением разницы между показателями преломления различных слоев. Ширины разрешенных и запрещенных зон увеличиваются с увеличением толщины слоя.
Утверждается, что существует аппроксимированные линейные соотношения между изменения во входных мощностях накачки и результирующими изменениями в интегралах мощности накачки в волоконных рамановских усилителях с накачкой на множестве длин волн. Основываясь на этом факте, предложен новый эффективный метод оптим. проектирования для волоконного рамановского усилителя с многоволновой накачкой и выравненным усилением. С помощью генетического алгоритма установлен оптим. спектр интегральной накачки. Рассчитана матрица, обозначающая линейные соотношения между множеством параметров.
Разработан метод исследований поляризационных явлений в волокнистых световодах (ВС) при воздействии постоянного магнитного поля, который отличается от других введением дополнительных элементов в тракт распространения оптического излучения – скремблера и преобразователя поляризации, позволяющих обеспечить стабильность результатов исследований и влиять на двупреломление в ВС. Впервые установлено, что угол поворота плоскости поляризации оптического излучения на выходе волоконного световода при воздействии постоянного магнитного поля зависит от начальных условий: эллиптичности оптического излучения на выходе ВС до воздействия магнитного поля. Впервые выявлена зависимость между эллиптичностью, направлением вращения плоскости эллиптически поляризованного излучения на выходе волоконного световода и магнитным полем, действующим на ВС. Впервые обнаружена возможность управления магнитным полем и изменением температуры дискретным поворотом плоскости поляризации оптического излучения на выходе ВС. Установлено, что при изменении температуры ВС, на вход которого подано линейно поляризованное излучение, траектории изменения угла поворота плоскости поляризации излучения на выходе ВС при нагревании и остывании различны. Построена математич. модель, соответствующая условиям эксперимента, для исследования эволюции состояния поляризации излучения на выходе ВС при наличии внешнего магнитного поля и изменении температуры.
Показано, что полимерные оптические волокна в наст. время и в ближайшем будущем м. б. с успехом использованы в локальных сетях связи. Причинами являются дешевизна и высокая пропускная способность волокон указанного типа в несколько раз превосходящая теор. предел и достигающая 580 Мбит/100 м. Рассмотрено применение полимерных оптических волокон в системах освещения и в измерительной технике. Отмечено использование полимерных оптических волокон градиентного типа в составе локальных систем связи и в медицинской аппаратуре. Рассмотрено использование волокон упомянутого типа в сочетании со светодиодами и лазерами, излучающими с поверхности.
Стимулированное бриллюэновское рассеяние является поляризационно зависимым нелинейным процессом, который часто является ограничивающим фактором для применения сверхмощных волоконных лазеров. Описаны результаты эксперим. измерения порогов стимулированного бриллюэновского рассеяния и ширины полосы усиления стимулированного бриллюэновского рассеяния в нескольких пассивных оптических волокнах. Представлены эксперим. результаты и теор. модель, демонстрирующие поляризационно зависимые характеристики усиления как в волокне, сохраняющем состояние поляризации, так и в волокне его не сохраняющем. Приведена структурная схема эксперим. установки.
В Австрии успешно развивается оптическая связь на основе оптического волокна. Из Вены через Ленц смонтирована ВОЛС длиной 500 км с пропускной способностью ЭКВИВ2,5 Гбит/с. В конце 2002 г. протяженность этой линии будет доведена до 1500 км. Результаты исследований новой технологии коммутации, проводимые фирмой Эриксон повысят на 30% пропускную способность линии и увеличат скорость передачи данных до 2,5 Мбит/с по асинхронной линии связи. Повышается число речевых каналов, что на 30% снизит время ожидания и стоимость связи.
Установлено, что существует сильная связь мод, когда оптическое излучение проходит в полимерном оптическом волокне. Благодаря связи мод м. б. расширена ширина полосы передачи для такого волокна. Была исследована связь мод полимерного волокна с помощью уравнения потока мощности. Экспериментально измеренный коэф. связи мод составил 7,61*10{-4} рад{2}/м. Численно смоделирован процесс связи мод с использованием измеренного коэф. Получена длина области связи ЭКВИВ20 м. Показана зависимость реальной ширины полосы от длины области связи.
Предложена бобина для хранения оптических волокон, на поверхности которой расположен слой, на котором располагаются оптические волокна. На поверхности корпуса бобины намотано виток к витку несколько слоев волокон из синтетического материала. Слои волокон склеены с использованием адгезивного материала в виде синтетической смолы. В данном случае предотвращается возникновение трещин или разрывов расположенных поверх этого слоя оптических волокон под действием мех. напряжений, возникающих при изменениях температуры.