Введение к работе
Актуальность.
Использование цифровых методов для анализа и контроля процесса вытяжки волоконных световодов позволяет оптимизировать их параметры, уменьшить геометрические нерегулярности диаметра световода, и кроме того, решить ряд. новых задач. Это способствует улучшению оптических и геометрических характеристик стандартных световодов с неизменным по длине диаметром. Известно, что вариации диаметра сердцевины волоконных световодов приводят к увеличению оптических потерь на рассеяние, а в случае одномодовых световодов приводят также к изменению длины волны отсечки и дисперсионных характеристик. При соединении световодов, особенно одномодовых, различия поперечных сечений их сердцевин так же вызывают дополнительные потери. Случайные изменения поперечного сечения световода приводит к ухудшению его прочностных характеристик. Таким образом, флуктуации диаметра световода должны быть минимальными.
Последнее время уделяется большое внимание нерегулярным полноводным средам оптического диапозона. В продольно-неоднородных волоконных световодах предсказаны и наблюдаются ранее неизвестные физические эффекты. В частности, в световодах с изменяющейся по длине хроматической дисперсией оптический солитон может распространяться без уширепия. Исследования показывают целесообразность использования продольно-неоднородных световодов для оптимизации ввода-вывода излучения, в целях формирования волнового фронта излучения в градиентных световодах, в различных конструкциях датчиков физических полей, в оптических усилителях. Световоды с продольной модуляцией параметров позволяют создать
эффективные компрессоры фемтосекундных импульсов. Именно благодаря использованию цифровых методов в процессе вытяжки впервые удалось изготовить световоды, параметры которых заданным образом меняются по длине.
В связи с этим целью диссертационной работы было:
-
Исследование различных источников внешних возмущений, оказывающих непосредственное влияние на процесс вытяжки световодов из кварцевого стекла.
-
Изучение воздействия систематических возмущений в процессе вытяжки методами гармонического анализа.
-
Разработка алгоритмов и соответствующих программно-аппаратных средств в целях всестороннего анализа и контроля процесса вытяжки.
-
Разработка методики получения из стандартных заготовок продольно- неоднородных световодов с параметрами, изменяющимися по длине заданным образом.
Научная новизна и защищаемые положения
-
Идентификация источников внешних возмущений, оказывающих влияние на процесс вытяжки световодов в различных технологических условиях.
-
Разработка алгоритмов спектрального анализа возмущений различной природы. Реализация возможности исследования высокочастотных (до 500Гц) воздействий на процесс формирования световодов в процессе вытяжки.
-
Проведение детальных экспериментальных исследований динамики зоны, перетяжки в различных условиях вытяжки. Определение цифровыми методами в реальном времени параметров собственных
колебаний зоны перетяжки и ее нелинейных свойств.
4. Создание продольно- неоднородных световодов с изменяющимися
по длине заданным образом параметрами из стандартных заготовок.
Практическая ценность 1. Результаты работы использовались при создании в НЦВО И0ФРАІІ технологии получения одномодовых световодов с изменяющейся по длине хроматической дисперсией.
2.. Впервые получены световоды с изменяющейся по длине хроматической дисперсией. Они успешно используются в целях адиабатического сжатия и генерации оптических солитонов в различных исследовательских центрах (ИОФ РАН; Imperial College, London, Ж; Univ. of Southampton, Hampshire, UK; AT&T, USA; Technical Univ. Berlin, Germany).
3. Созданы программные средства, обеспечивающие функционирование комплекса вытяжной установки в реальном времени. Изготовлены сеєтоводн с изменяющейся по длине хроматической дисперсией длиной от нескольких метров до нескольких километров. Отклонение диаметра световода на всей многокилометровой длине от заданного расчетам не превышало 0.2%-0.5%. Разработанная технология представляет собой комплекс программных средств и она легко может быть перенесена на промышленные вытяжные установки.
Апробация работы и публикации
Материалы, изложенные в диссертации, докладывались на Международной конференции по нелинейным волюводным эффектам (HOUSTON,ТХ,USА, 1989), Международной конференции по волоконной оптике (ОГС'90 San-Francisco, USA), II Международной конференции по волоконной оптике (ISFOC'92 С.Петербург, 1992), Международной
конференции по электрооптическим явлениям (CLEO, Anaheim, USA,1992), IV Международной конференции "Физические проблемы оптических измерений, связи и обработки информации" (Севастополь, 1993); Международной конференции "Оптические телекоммуникации" (European COST Workshop 94, Nice, 1994); и на семинарах отдела волоконной оптики ИШ РАН. По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ.
Структура и обьем работы
Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 131 странице "машинописного текста, содержит 23 рисунка. Список литературы содержит 108 наименований.
