Волоконно-оптические устройства когерентных систем сбора, обработки и передачи информации

• Автор: Берикашвили, Валерий Шалвович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 278 с. : ил.

АННОТАЦИЯ
В диссертации рассмотрены вопросы разработки и создания элементной базы когерентных волоконно-оптических систем сбора, передачи и обработки экологической и технической информации. Во введении и первой главе рассмотрены современные тенденции развития когерентных волоконно-оптических систем, теоретические и технологические проблемы создания элементной базы. Во второй главе работы даны принципы построения и структура волоконно-оптических систем экологического контроля атмосферы. Приведены результаты испытания лазерной установки для исследования вынужденного комбинационного рассеяния(ВКР) в одномодовых и градиентных световодах. Дан анализ ВКР-спектров и схема установки для спектрального выявления загрязняющих примесей в атмосфере. Разработана также когерентная система выявления метана с помощью лазера с линейной частотной модуляцией. В последующих разделах рассмотрены результаты разработки датчиков -преобразователей различных физических величин. Приведено описание стенда и конструкций волоконно-оптических датчиков электрических и магнитных полей. В третьей главе даны результаты разработки аппаратуры для исследования модовых оптических полей маломодовых и одномодовых световодов. Показана возможности гауссовской аппроксимации модового поля в одномодовом режиме и выведены зависимости динамических характеристик от параметров распределения. В четвертой главе приведены результаты разработки установки для исследования дисперсионных характеристик и солитонного режима распространения импульсов. Исследованы вопросы снижения дисперсии и оптимизации профиля показателя преломления одномодовых волокон. В главе 5 приведены результаты разработки аппаратуры для исследования анизотропных оптических волокон с сильным двулучепреломлением и высокой степенью сохранения состояния поляризации излучения за счет эллиптичности сердцевины, эллиптичной напряженной оболочки и симметричных термонапряженных элементов. Рассмотрены также проблемы оптимизации конструкции и повышения устойчивости поляризационных характеристик анизотропных одномодовых световодов. В главе 6 приведены результаты разработок и исследования волоконно-оптических поляризаторов, модуляторов, вентилей, усилителей и чувствительных элементов волоконно-оптических датчиков.
Работа содержит 275 стр. текста, 76 илл., 14 табл. Приложение на 6л.
Работа выполнена в Московском Государственном Институте радиотехники, электроники и автоматики (Технический Университет) (МИРЭА).
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВОСПи - волоконно-оптическая система передачи информации
ВОЛПИ - волоконно-оптическая линия передачи информации
ВОЛС - волоконно-оптическая линия связи
ЛВС - локальные вычислительные сети
ПП - показатель преломления
ППП - профиль показателя преломления
ДЛП - двулучепреломление (двупреломление)
КЛТР - коэффициент линейного температурного расширения
ВКР - вынужденное комбинационное рассеяние
ЛАХ - люксамперная характеристика
ЭВМ - электронная вычислительная машина
ПЭВМ - персональная ЭВМ
ПК - персональный компьютер
МСТ) - модифицированный способ химического осаждения из парогазовой фазы ОСУ О - метод внешнего химического осаждения из парогазовой фазы РСУЭ - плазмохимический метод осаждения УАП - осевое осаждение из пара

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ КОГЕРЕНТНЫХ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ СБОРА, ПЕРЕДАЧИ И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
1.1. Радиофизические принципы исследования и создания волоконно-оптических элементов на основе когерентных и поляризационных свойств
света
1.2. Принципы построения и структура элементной базы когерентных волоконно-оптических систем
1.3. Исследования распределенных волоконно-оптических систем сбора информации, основанных
на методе обратного рассеяния
2. ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТКА ЭЛЕМЕНТОВ И УСТРОЙСТВ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО И
ТЕХНИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
2.1. Исследование широкополосных источников излучения на основе вынужденного комбинационного рассеяния в световодах
2.2.Волоконно-оптические датчики-газоанализаторы для контроля атмосферы угольных шахт
2.3. Датчик контроля содержания метана в атмосфере на основе лазера с линейной частотной модуляцией
2.4. Структура волоконно-оптических систем контроля шахтной атмосферы
2.5. Особенности волоконно-оптических датчиков- преобразователей параметров электромагнитных полей
2.6. Установка для исследования преобразователей напряженности электрического поля
2.7. Волоконно-оптические сенсорные элементы датчиков магнитного поля
3. ИССЛЕДОВАНИЯ МОДОВОЙ СТРУКТУРЫ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МОДОВОГО ПОЛЯ ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ
3.1. Особенности конструкции и основные характеристики изотропных одномодовых волокон

Таблица 1.1 (Продолжение)
Труп па № эл-та Название группы, элемента, устройства Разновидности
2 Источники излучения
1 Одночастотные полупроводниковые и твердотельные лазеры Для разных длин волн в диапазоне 0,5-1,7 мкм
2 Лазеры с перестройкой частоты - «
3 Импульсные лазеры - «
4 Лазеры с внутриимпульсной частотной модуляцией Линей но или гармонической
5 Волоконные лазеры На N3, Ег, 1Ь
3 Фотоприемные устройства
1 Фотодиоды Лавинные
2 Фоторезисторы
3 Фототранзисторы
4 Предусилители волоконные На полупр. структурах
5 Фильтры волоконные Интерференцио иные покрытия
б Селективные элементы (Брэгговские решетки) Интерферометр Фабри-Перо
7 Многоэлементные фотоприёмники Линейки, матрицы.
8 Видиконы Оптиконы
9 Фото-ПЗС
10 Интегральные Фотоприемные устройства
4 Модуляторы
1 Амплитудные Электро-, магнито-, акустооптичес кие
2 Амплитудно-фазовые
3 Фазовые
4 Поляризационные
5 Частотные (манипуляторы) Акустические, оптические