Новые возможности применения специальных оптических волокон

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Приведены результаты разработок и создания различных специализированных оптических волокон (ОВ) для применения в науке и технике. Описаны методики создания ОВ с записанными в световедущей сердцевине брэгговскими структурами непосредственно в процессе вытяжки ОВ. На основе таких ОВ созданы датчики отраженного сигнала и одночастотные лазерные комплексы. При помощи методов прецизионного утонения светоотражающей оболочки и нанесения нанопокрытий получены волоконные измерители показателя преломления жидкостей. Показаны способы использования многосердцевинных ОВ и возможностей создания конечных проборов на их основе.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Ю. К. Чаморовский

Институт радиотехники и электроники Котельникова

Email: Dmitriisudas@mail.ru

Фрязинский филиал 

Россия, пл. Введенского, 1, Фрязино, Московская обл., 141190

С. М. Попов

Институт радиотехники и электроники Котельникова

Email: Dmitriisudas@mail.ru

Фрязинский филиал 

Россия, пл. Введенского, 1, Фрязино, Московская обл., 141190

Д. П. Судас

Институт радиотехники и электроники Котельникова

Автор, ответственный за переписку.
Email: Dmitriisudas@mail.ru

Фрязинский филиал 

Россия, пл. Введенского, 1, Фрязино, Московская обл., 141190

Д. В. Ряховский

Институт радиотехники и электроники Котельникова

Email: Dmitriisudas@mail.ru

Фрязинский филиал 

Россия, пл. Введенского, 1, Фрязино, Московская обл., 141190

С. А. Никитов

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Email: Dmitriisudas@mail.ru
Россия, ул. Моховая, 11, стр. 7, Москва, 125009

Список литературы

  1. Specialty Optical Fibers Handbook / Eds. by A. Méndez, T. F. Morse. Oxford: Academic Press, 2007.
  2. Paul M.C., Ferreira M.F.S. Specialty Optical Fibers. Materials, Fabrication Technology and Applications / Eds. by M. C. Paul, M.F. S. Ferreira. Sawston: Woodhead Publishing, 2024. P. 3.
  3. He J., Xu B., Xu X. et al. // Photonic Sensors. 2021. V. 11. P. 203.
  4. Dostovalov A.V., Wolf A.A., Parygin A.V. et al. // Opt. Express. 2016. V. 24. № 15. P. 16232.
  5. Chamorovskiy Yu.K., Starostin N.I., Ryabko M.V. et al. // Opt. Commun. 2009. V. 282. № 23. P. 4618.
  6. Уланов А.Е., Устимчик В.Е., Чаморовский Ю.К., Никитов С.А. // РЭ. 2014. Т. 59. № 5. С. 445.
  7. Ustimchik V.E., Rissanen J., Popov S.M. et al. // Opt. Express. 2017. V. 25. № 9. P. 10693.
  8. Li C., Tang J., Cheng C. et al. // Photonic Sensors. 2021. V. 11. P. 91.
  9. Wang Y., Gong J., Dong B. et al. // J. Lightwave Technol. 2012. V. 30. № 17. P. 2751.
  10. Przhiialkovskii D.V., Butov O.V. // Results in Phys. 2021. V. 30. Article No. 104902.
  11. Popov S.M., Ryakhovskii D.V., Kolosovskii A.O. et al. // Bull. Lebedev Phys. Inst. 2023. V. 50. № Suppl 13. P. S1464.
  12. Shatalin S.V., Treschikov V.N., Rogers A.J. // Appl.Opt. 1998. V. 37. № 24. P. 5600.
  13. Попов С.М., Бутов О.В., Колосовский А.О. и др. // Квантов. электрон. 2019. Т. 49. № 12. С. 1127.
  14. Харасов Д.Р., Бенгальский Д.М., Вяткин М.Ю. и др. // Квантов. Электрон. 2020. Т. 50. № 5. С. 510.
  15. Turitsyn S.K., Babin S.A., El-Taher A.E. et al. // Nature Photonics. 2010. V. 4. № 4. P. 231.
  16. Fotiadi A.A. // Nature Photonics. 2010. V. 4. № 4. P. 204.
  17. Popov S.M., Butova O.V., Chamorovski Y.K. et al. // Results in Phys. 2018. V. 9. P. 806.
  18. Popov S.M., Butov O.V., Bazakutsa A.P. et al. // Results in Phys. 2020. V. 16. Article No. 102868.
  19. Rybaltovsky A., Popov S., Ryakhovskiy D. et al. // Photonics. 2022. V. 9. № 11. P. 840.
  20. Кузнецов П.И., Судас Д.П., Савельев Е.А. // ПТЭ. 2020. № 4. С. 83.
  21. Kuznetsov P.I., Sudas D.P., Savelyev E.A. // Sensors and Actuators A: Physical. 2021. V. 321. Article No. 112576.
  22. Savelyev E.A., Sudas D.P., Kuztestov P.I. // Opt. Lett. 2022. V. 47. № 2. P. 361.
  23. Sudas D.P., Zakharov L.Yu., Jitov V.A. et al. // Sensors. 2022. V. 22. № 10. P. 3665.
  24. Chamorovskiy Yu.K., Butov O.V., Kolosovskiy A.O. et al. // Opt. Fiber Technol. 2017. V. 34. P. 30.
  25. Бутов О.В., Базакуца А.П., Федоров А.Н. и др. // Фотон-экспресс. 2021. № 6 (174). С. 262.
  26. Xue P., Qiang Liu Q., Lu Sh. et al. // Opt. Fiber Technol. 2023. V. 77. Article No. 103277.
  27. Pябко М.В., Никитов С.А., Чаморовский Ю.К. // Нано- и микросистемная техника. 2005. № 5. С. 33.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Частотная рефлектограмма массива ВБР записанного в ОВ типа G.652. Плотность записи массива ВБР – 3% (3 ВБР на 1 метр).

Скачать (106KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Зависимость оптических потерь от количества ВБР в массиве: кривая 1 – G.652 (без ВБР); кривая 2 – 4000 ВБР/км; кривая 3 – 50000 ВБР/км. Вставка – спектр отражения чирпированного массива из 200 ВБР длиной 1 км.

Скачать (134KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Оптическая схема случайного лазера: 1 – диод накачки 976 нм, 2 – изолятор 976 нм, 3 – мультиплексор, 4 – искусственное рэлеевское волокно, легированное Er3+, 5 – косой скол волокна, 6 – вывод излучения 1547 нм.

Скачать (61KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Частотная (OFDR) рефлектограмма резонатора случайного лазера легированного ионами эрбия (а); радиочастотный спектр линии лазерной генерации (менее 1 кГц) (б).

Скачать (131KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Утоненные секции ОВ для вывода оптического поля из светоотражающей оболочки полученные при помощи: химического травления (а), боковой полировки (б). На вставках показаны фотографии, полученные в оптический микроскоп, частей утоненных сегментов ОВ. 1 – Цилиндрический сегмент, 2 – коническая часть, 3 – переходная область, 4 – полированная поверхность, 5 – не обработанная поверхность.

Скачать (124KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Нанесение нанослоев на утоненные сегменты ОВ: схема нанесения покрытия (а), сечение спектра пропускания на длине волны 1350 нм в процессе синтеза наноматериала (б). 1 – резистивная печь, 2 – очищенное волокно с утоненным сегментом, 3 – источник света, 4 – спектрометр, 5 – персональный компьютер, 6 – ввод реагентов в реактор, 7 – сброс реагентов.

Скачать (121KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Спектры пропускания сенсоров показателя преломления: спектры пропускания при погружении сенсора в различные водные растворы NaCl (а), сравнение формы резонанса, полученного в сенсорах на многомодовом и одномодовом волокнах (б). Кривые 1–6 соответствуют массовой концентрации соли в растворе: 2.65, 4.70, 6.45, 7.60, 8.30 и 9.90%. Кривые 7 и 8 – спектры пропускания сенсора на основе одномодового и многомодового ОВ.

Скачать (131KB)
Метаданные
9. Рис. 8. Фотография торца семижильного ОВ. Внешний диаметр 125 мкм. Сердцевины обведены кружками.

Скачать (59KB)
Метаданные
10. Рис. 9. Спектр отражения длины волны Брэгга для образцов (а) – центральная жила, (б) – боковая жила.

Скачать (140KB)
Метаданные
11. Рис. 10. Фотография многосердецевинного радиационно-стойкого ОВ для датчика формы. Стрелками указано положение сердцевин.

Скачать (51KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Фотография торца волновода с подвешенной сердцевиной.

Скачать (32KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025