Введение к работе
Актуальность
Многомодовые градиентные волоконные световоды (ГВС) являются одним из двух основных типов световодов для систем оптической связи,- при втом важнейшим параметром ГВС, характеризующим их информационную емкость, является ' ашрнна полосы пропускания (параметр широкополосности). данная работа являлась частью исследований, проведенных в Институте общей физики РАН и Институте химии высокочистых веществ РАН, по созданию отечественной технологии широкополосных ГВС с малыми потерями (параметр широкополосности В > 800 МГц* км) при использовании MCVD-процесса для получения заготовок. Создание технологии опиралось на исследование флэшей распространения излучения в ГВС, в том числе, и на результаты данной работы, что и определяет ее актуальность.
Пути достижения минимальных оптических потерь к началу работы (1985 г.) были в основном прояснены. Значительно xys» обстояло дело с информационной емкостью ГВС. Параметр В отечественных световодов составлял 150-500 МГц»км. Превниение 500 МГц»км в единичных образцах носило случайный характер и не воспроизводилось. Были неясны технологические факторы, ограничивающие величину В на втом уровне и пути повышения широкополосности. Для создания технологии широкополосных ГВС было необходимо выявить систематические возмущения профиля показателя преломления (ПШ) и определить их влияния на дисперсионные характеристики.
Применение известных методов последовательной коррекции ППП в лучших западных лабораториях позволило повысить среднее значение В только до 1,4 ГГц-км, что почти на порядок ниа» теоретического предела. При втом не было установлено,
_ 4 -соответствует ли это значение технологическому пределу для среднего В. Поэтому актуальной задачей являлся поиск более ефективного метода коррекции ППП, а также установление технологического предела для среднего значения В в технологии MCVD.
Весьма актуальной задачей являлась разработка метода прогнозирования дисперсионных характеристик ГВС по ШШ в заготовке. В качестве стандартного для этой цели ранее использовался метод а-аппроксимации. Однако получаемая в результате оценка величины В будущего световода оказывалась недостаточно точной. Разработка более точного метода прогнозирования открывала качественно новые возможности для технологии ГВС.
Несомненный интерес представляло исследование влияния ионизирущего излучения на величину В, поскольку этот эффект может существенно изменять информационную емкость реальных линий связи.
В связи с втим целью работы было:
-
Выявить систематические возмущения ППП в технологии MCVD и определить их влияние на дисперсионные характеристики.
-
Разработать метод прецизионной коррекции ППП и метод1 прогнозирования импульсного отклика и параметра вирокополосности.
-
Исследовать и интерпретировать влияние ионизирующего излучения ла параметр вирокополосности.
Научная новизна
Впервые в прямом експерименте установлено влияние центр"пьного провала ППП на величину параметра В. Выявлено систематическое возмущение ППП в виде депрессии показателя преломления вблизи центрального провала и определено его влияние на дисперсионные характеристики.
Экспериментально показано, что при оптимальных
- 5 -технологических режимах достигают среднее значение В ~ 2,5-3 ГГц»км, что почти вдвое превышает существующий уровень для технологии МСТО.
Разработан оригинальный метод прогнозирования дисперсионных характеристик (включая импульсный отклик) по ППП, измеренному в заготовке, с точность» прогнозирования В, многократно превышающей точность стандартного метода а-аппроксимации.
Разработан метод последовательной коррекции ШШ с цель» достижения максимальных значений 6, более эффективный, чем известные ранее методы.
Впервые определен механизм влияния ионизирующего излучения на величину В. Показана возможность порогнозировання знака и величины этого эффекта по ШШ в заготовке.
Практическая ценность
Результаты диссертационной работы использовались при создании технологии широкополосных ГВС в Институте химия высокочистых веществ (Нижний Новгород).
Разработанный метод прогнозирования дисперсионных характеристик и метод последовательной коррекции ШШ значительно более эффективны, чем стандартный метод О-аппроксимации, использующийся при серийном производстве заготовок для ГВС. В частности, применение метода последовательной коррекции ШШ позволило превзойти мировой уровень для среднего значения параметра ишрокополосностн.
Апробация работы и публикации
Материалы, изложенные в диссертации, докладывались на конференциях: Волоконно-оптические системы передач (Москва, 1988 г.). Международный симпозиум по волоконной оптике, оптоелектронике и применениям лазеров общества SPIE (Бостон, ША, 1988 г.), VIII Межотраслевая научно-техническая
- б -
конференция (Уфа, 1989 г.),- и неоднократно на семинарах отдела волоконной оптики ИОФ РАН. По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем работы
диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 142 страницах машинописного текста, содержит 37 рисунков и 8 таблиц. Список литературы содержит 128 наименований.
