Введение к работе
1. і^їїМьность_рабо/гк определяется шириким применением ОДН0--иодовых волоконных световодов (ОВС) на основе кварцевого стекла з качестве передающей среда волоконно-оптических линий связи (BOJIG), элементов датчиков, ~ исследовании нелинейных явлений и в других областях. Возможности используемы;! ОВС определяются их золноводными характеристиками, к которым относятся: спектральная зависимость оптических потерь а<Д); длина волны отсечки Х„, эпределяющая коротковолновую границу одномодового режима рас-тространения; хроматическая дисперсия D(X), ограничивающая голосу пропускания ОВС; длина волны нулевой дисперсии X , на {оторой достигается максимальная скорость передачи информации. .Тктерес к многослойшм ORG с ^п;дницйг.ованной дисперсией связан. ї первую очередь, с возможностью совмешення спектральной области іаибольшей ширины полосы пропускания с облйотьв наименьших оши-теских потерь и рабочей областью врбиевнх волоконных усилителей. 1о своим оптическим и дисперсионным характеристикам многослойные "JEC с модифицированной дисперсией делятся ка два основных тала: I) ОВС со смещенной дисперсией, у которых длина волны нулевой гиеиерсии смещена из области 1 ,.11 мкм в область 1,55 мкм для совмещения со спектральной областью наименьших оптических потерь з кварцеБом стекле, и
I) ОВС! с плоской дисперсией, у которых дисперсия мала в пгирочом діапазоне длин волн, а длина волн нулевой дисперсии располагается в области 1,55 мкм.
Использование ОВС со смещенной дисперсией предполагается в протяженных когерентных линиях оптической связи и обусловлено юзможностью усиливать передаваемые сигналы в области Я=1,53 -
1,55 мкм с помощью эрбневых волоконных усилителей. ОВС с плоек, дисперсией могут быть использованы при создании ВОЛС с нескол' кими рабочими длинами волн, а также при исследовании нелиней» оптических явлений.
Существующие в настоящее время протяженные ВОЛС созданы ; основе стандартных ОВС с рабочей длиной волны 1,31 мкм и облад ющих дисперсией +17 пс/(нм-км) на длине волны 1,55 мкм. Очевид что переход на рабочую длину волны 1,55 мкм без внедрения в ВО дополнительных элементов приведет к существенному дисперсионно уширению передаваемых импульсов. Такими дополнительными эдеме тами являются волоконные дисперсионные компенсаторы (ВДК) основе ОВС с многослойным профилем показателя преломления (ППГ обладающие значительной отрицательной дисперсией в облас Я=1,55 мкм и позволяющие не только использовать рабочую длї волны \=1,55 мкм, но и- уменьшить полную дисперсию в ВОЛС широком спектральном диапазоне.
В связи с этил целью настоящей работы являлось эксгорим тальное исследование волноводшх характеристик реальных ОВС модифицированной дисперсией и широкополосных ВДК, создаї методик их расчета и экспериментального определения и получе; ОВС с заданными волневодными характеристиками. Кроме того, це. работы являлось исследование механизмов избыточных оптичесі потерь в многослойных ОВС с модифицированной дисперсией создание ОВС с оптическими потерями, близкими к предельно мал
Данная работа проводилась совместно с Институтом Хи Высокочистых Веществ (ИКВВ) РАН (г. Н.Новгород), где по МС технологии изготавливались заготовки исследуемых в настоя работе ОВС и производилась вытяжка ряда ОВС.
Нї5ная_ноБизна_диссертационной_ .работы.
і} Предлагавши в работе метод послойной оптимизации ППП позволил максимально точно сформировать ПТШ исследуемых, многослойных ОВС с модифицированной дисперсией и обеспечить требуемые полноводные характеристики.
-
Разработаны методы определения потерь на вытекание основной молу, ипщСннд: потерь и длины волтаї эффективной о^оччки ь многослойных ОВС о модифицированной дисперсией' на основе данных измерения ШГО в заготовке ОВС.
-
Разработан новый метод и создана легко реализуемая на практике установка, позволящая.измерять хроматическую дисперсию в длинном (« 1 км) отрезке ОВС с помощью кольцевого интерферометра с модуляцией фазы излучения. Для контроля дисперсии по длине ОВС был также разработан новый матод и создана экспериментальная установки для измерения хроматической дисперсии на коротких (М и.) отреьках ОБО, основанная на интерферометре Маха-Цендерз с волоконным опорным плечом.
-
Впервые в качестве среда для компенсации дисперсий1" 1-го и 2-го порядков в стандартных ВШГС бчл нродло-,кеч ОВС с многослойным ППП.
Практическая ценность работы.
Ка основе проведенных исследований были созданы первые зтечественные многослойные ОВС со смещенной з область 1,55 мкм длиной волны нулевой хроматической дисперсии и оптическш*1 поте-эями, близкими к предельно малым, а также получен ОВС с плоской (щсперсией в области Х=1,55 мкм и потерями, находящимися на /ровне мировых аналогов.
Впервые'по MCVD-технологии был создан широкополосный волоконный дисперсионный компенсатор, позволяющий скомпенсировать дисперсию в стандартной линии связи до ± 1 пс/(нм-км) в області: длин волн 1,515-1,572 мкм.
Разработанные программы расчетов потерь ка вытекание, изгибных потерь и длины волны эффективной отсечки ОВС по данные ІШП, измеренного в заготовке, и методы измерения дисперсии Н коротких и длинных отрезках ОБО могут использоваться в организациях, связанных с производством ОВС.
Ащюб^ция результатов.
Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на семинарах НЩО при ИОФ РАН, на 14-й Европейской конференции по оптической связи (г.Брайтон, 1988), 1-ом Международном конгрессе по материалам и технологии (Хельсинки, 1990), Конференции по волоконно-оптической связи (г.Сан-Хосе, 1993), 19-й Европейской конференции по оптической связи (г.Ыонтре, 1993), 2-ой Конференции по волоконно-оптическим измерениям (г.Турин, 1993), Конференции по сверхбыстрым оптическим системам передачи информации (г.Триест, 1995), публиковались в журналах "Квантовая Электроника", "Труда ИОФ РАН", "Soviet Lightwave Communications" "J. of Lightwave Technology", "Electronics Letters", "Applied Optics". По материалам диссертации, опубликовано 15 печатных работ.
Структура и объем работы.
