Брэгговские дифракционные структуры для волоконно-оптических измерительных систем

Варжель, Сергей Владимирович

Брэгговские дифракционные структуры для волоконно-оптических измерительных систем тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

Варжель, Сергей Владимирович АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ

2012 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.05 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Брэгговские дифракционные структуры для волоконно-оптических измерительных систем»

Автореферат диссертации на тему "Брэгговские дифракционные структуры для волоконно-оптических измерительных систем"

На правах рукописи

Варжель Сергей Владимирович

БРЭГГОВСКИЕ ДИФРАКЦИОННЫЕ СТРУКТУРЫ ДЛЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

01.04.05-Оптика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

6 ДЕК 2012

005056978

Санкт-Петербург

2012

005056978

Работа выполнена в Санкт-Петербургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики на кафедре физики и техники оптической связи.

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук, доцент Стригалев Владимир Евгеньевич.

Официальные оппоненты: Котов Олег Иванович, доктор физико-математических

Ведущая организация: ОАО «Концерн «ЦНИИ «Электроприбор».

Защита диссертации состоится "18" декабря 2012 г. в 15 ч. 50 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.227.02 в С^нкт-Петерб^ургском национальном исследовательском университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49, ауд. 285.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики.

Автореферат разослан «16» ноября 2012 г.

наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный политехнический университет», профессор.

Шамрай Александр Валерьевич, доктор физико-математических наук, Физико-технический институт имени А.Ф. Иоффе РАН, заведующий лабораторией квантовой электроники.

Ученый секретарь диссертационного совета,

Денисюк Игорь Юрьевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Брэгговские решетки в настоящее время широко используются в оптических волокнах (ОВ) и планарных световодах для уплотнения каналов по длине волны (так называемая ОМЭМ-технология), оптической фильтрации сигналов, как резонаторные зеркала в волоконных и полупроводниковых лазерах, как сглаживающие фильтры в оптических усилителях, для компенсации дисперсии в магистральных каналах связи. Другой областью применения волоконных брэгговских решеток (ВБР) является использование их в различных измерительных системах, контролирующих параметры окружающей среды, такие как: температура, влажность, давление, деформация, содержание химических веществ.

Распределенные по длине световодов решетки Брэгга позволяют создавать акустические системы, выгодно отличающиеся от традиционных комплексов аналогичного назначения стоимостью и технологичностью производства.

Отработка технологии записи распределенных в световоде брэгговских решеток является ключевым звеном в создании нового поколения измерительных комплексов. Разрабатываемые на основе таких ОВ гидроакустические антенны, системы охраны протяженных объектов и системы мониторинга состояния магистральных трубопроводов находят все более широкое применение за рубежом. Отличительной особенностью этих систем является большая протяженность контролируемых зон, быстродействие и уникальные информационные возможности.

Повышение точности таких измерительных комплексов диктует необходимость использования анизотропных одномодовых волоконных световодов (АОВС), сохраняющих поляризацию излучения, сердцевина которых отличается от традиционных ОВ высоким уровнем двулучепреломления.

В настоящее время в России освоен выпуск АОВС, не уступающих по эксплуатационным параметрам лучшим образцам зарубежного производства. Поэтому тема диссертационной работы, посвященная технологии записи в ОВ отечественного производства брэгговских решеток и изучению их свойств, является весьма актуальной.

Целью работы является комплексное исследование записи одиночным импульсом эксимерного лазера ВБР в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой, а так же создание методики формирования ВБР и массивов ВБР с требуемыми для интерферометрических волоконно-оптических измерительных систем характеристиками.

Дня достижения цели необходимо решение следующих задач:

• выбор оптимальных параметров создаваемого стенда для записи ВБР, и разработка методики записи как отдельных ВБР, так и массивов ВБР;

• подбор АОВС с оптимальными для записи ВБР оптическими свойствами;

• исследование теплового воздействия на ВБР для направленного изменения их спектральных характеристик;

• анализ применимости получаемых ВБР и массивов ВБР в волоконно-оптических измерительных системах;

• разработка математического метода выделения сигнала от фазового интерферометрического датчика (ФИД) на основе ВБР.

Научая новизна работы заключается в том, что в ней впервые:

1. Показана возможность одноимпульсной записи в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой ВБР типа П, позволяющая регулировать дифракционную эффективность решеток в диапазоне 5-100% и ширину спектра отражения на полувысоте в пределах 0,5-1 им.

2. Обнаружено, что отжиг решеток Брэгга типа II в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой позволяет направленно изменять коэффициент отражения решетки с точностью до 1%.

3. Представлена экспоненциальная зависимость, позволяющая определять влияние параметров тепловой обработки на коэффициент отражения ВБР.

4. На основе анализа фотографических изображений ВБР типа II, индуцированных в АОВС, установлено, что они обусловлены образованием микропор, которые локализуются в области границ между сердцевиной и окружающей ее изолирующей оболочкой, атак же между изолирующей и напрягающей оболочками.

5. Разработан математический метод выделения сигнала от массива ФИД на основе ВБР, изготовленного но предложенной в работе методике. На основании математического моделирования реализован электронный модуль обработки сигнала от ФИД на основе ВБР.

Практическое значение работы состоит в следующем:

1. Отработана технология одноимпульсной записи в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой ВБР типа II, позволяющая регулировать дифракционную эффективность решеток в диапазоне 5-100% и ширину спектра отражения на полувысоте в пределах 0,5-1 нм.

2. Исследовано влияние концентрации 0е02 в АОВС на оптические характеристики волокон и дифракционных решеток на их основе, что позволяет изготавливать ОВ с требуемыми фоторефрактивными и механическими свойствами. Показано, что предварительное сжатие заготовки и травление внутреннего канала позволяет, не снижая фоторефрактивиых свойств волокна, существенно снизить оптические потери световодов, изготавливаемых МС\Т) методом.

3. Разработана методика расчета эффективных показателей преломления (ПП) быстрой и медленной осей АОВС из спектральных характеристик записанных в них ВБР, что

необходимо при изготовлении датчиков для конкретных длин волн используемых источников излучения.

4. Предложена методика изготовления чувствительных элементов фазовых интерферометрических датчиков, использующих несколько ВБР с требуемым соотношением коэффициентов отражения.

5. Результаты измерения углового распределения выходного излучения АОВС с 4, 12, 16 и 18 мол. % 0е02 позволяют прогнозировать потери на их стыковке между собой, а также со стандартными телекоммуникационными ОВ, типа 8МР-28, другими двулучепреломляющими световодами и элементами интегральной оптики.

Защищаемые положения:

1. Технология одноимпульсной записи в анизотропные одномодовые волоконные световоды с эллиптической напрягающей оболочкой решеток Брэгга типа П, позволяющая регулировать дифракционную эффективность решеток в диапазоне 5100% и ширину спектра отражения на полувысоте в пределах 0,5-1 нм.

2. Метод тепловой обработки решеток Брэгга типа П в анизотропных одномодовых волоконных световодах с эллиптической напрягающей оболочкой, позволяющий подстраивать коэффициент отражения решетки с точностью до 1%.

3. Методика записи брэгговских дифракционных структур с двумя резонансами. Такая структура, записанная на коротком участке (3-4 см) оптического волокна, позволяет, как увеличить возможное количество чувствительных элементов на единицу площади (длины), так и избежать дополнительных процедур снятия защитной оболочки световодов на коротких участках, обеспечивая тем самым упрощение процесса изготовления датчика

4. Математическая модель описания изменений оптических свойств решеток Брэгга типа II, индуцированных в анизотропные одномодовые волоконные световоды с эллиптической напрягающей оболочкой, подвергнутых тепловой обработке.

5. Методика расчета места локализации оптического волокна относительно фазовой маски для получения брэгговских решеток с заданными параметрами па основе моделирования распределения интенсивности интерференционной картины, образованной фазовой маской.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на VII и VIII Всероссийских межвузовских конференциях молодых ученых (Санкт-Петербург, Россия, 2010, 2011), доклад на последней был удостоен дипломом на секции «Оптотехника и оптические материалы»; на I Всероссийском конгрессе молодых ученых (Санкт-Петербург, Россия, 2012); на XXXIX, XI., ХЫ научных и учебно-методических конференциях НИУ ИТМО (Санкт-Петербург, Россия, 2010, 2011, 2012); на VI международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики» (Санкг-

Петербург, Россия, 2010); на VII международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика - 2011» (Санкт-Петербург, Россия, 2011); на X международной конференции «Прикладная оптика-2012» (Санкт-Петербург, Россия, 2012).

Внедрение результатов. Результаты настоящего исследования используются на кафедре физики и техники оптической связи Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики при создании рабочих макетов волоконно-оптических гидроакустических датчиков на брэгговских решетках при выполнении совместных работ с Инжиниринговым центром волоконной оптики АУ «Технопарк-Мордовия».

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 6 статьях, входящих в список ВАК. Полный список публикаций по теме диссертации приведен в конце автореферата и составляет 12 наименований.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти оригинальных глав и заключения, изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 102 рисунка а 7 таблиц, список цитированной литературы содержит 117 наименований.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель и задачи работы, представлена научная новизна, а также определена практическая ценность полученных результатов и приведены основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена обзору достижений современных работ по записи ВБР. Проанализированы достоинства и недостатки существующих на сегодняшний день методов и технологий записи решеток Брэгга в ОВ. Представленный обзор демонстрирует все многообразие методов записи решеток Брэгга в ОВ, которые позволяют изготавливать ВБР с эффективностью 0,1-99,9% и шириной полосы отражения 0,01-10 нм. Однако каждый из них имеет свои недостатки и накладывает определенные ограничения затрудняющие запись ВБР в процессе вытяжки ОВ. Последнее существенно упрощает и ускоряет процесс записи массивов ВБР, лежащих в основе создания распределенных волоконно-оптических измерительных комплексов.

Во второй главе диссертации была проанализирована физика процесса формирования ВБР под действием оптического излучения. Изучено влияние условий изготовления волоконного световода на концентрацию первичных дефектов ОВ, ответственных за эффект фоточувствительности. Проведен обзор работ по фоточувствительности германо-силикатных ОВ. Кратко описаны модели формирования ВБР под действием оптического излучения.

1 554

Длина волны, нм

1 558

На рис. 1 представлены полученные в ходе настоящей работы спектры отражения ВБР, записанных одиночным импульсом эксимерного лазера методом фазовой маски (ФМ) в АОВС с содержанием <3е02 16 мол. %. Спектры демонстрируют два механизма формирования решеток. Энергия импульса на выходе с аттенюатора для ВБР на рис. 1(а), составила 75,9 мДж, а для ВБР на рис. ¡(6) - 79,3 мДж соответственно.

Решетка, образованная электрострикцией, имеет коэффициент отражения около 10% при ширине спектра на полувысоте 0,1 нм (рис. 1(а)). Решетка, образованная термоупругим напряжением обладает отражением около 100% при ширине спектра на полувысоте около 1 нм (рис. 1(6)). Это связано с тем, что наведенная модуляция ГШ у ВБР типа II может на порядок и более превосходить ее у ВБР типа I.

Наблюдаемая зависимость типа индуцируемой решетки от энергии в импульсе согласуется с известными экспериментальными данными и обоснована теоретическими моделями образования ВБР под действием оптического излучения, обусловленными различными физическими механизмами.

Также во второй главе кратко представлены методы повышения фоторефрактивности ОВ. Описан механизм фотоиндуцирования ВБР лазерными импульсами фемтосекундной длительности и приведен сравнительный анализ динамики роста решеток ПП при облучении ОВ лазерными импульсами фемтосекундной и наносекундной длительности.

Третья глава посвящена выбору оптимальных нараметров создаваемого стенда для записи ВБР эксимерным лазером методом ФМ. Проведено исследование пространственной когерентности лазерного пучка для выбора области, оптимальной для создания интерференционной картины с максимальной и равномерной видностью.

На основании полученных экспериментальных данных создана технология одноимпульсной записи в двулучепреломляющих ОВ решеток Брэгга типа II, позволяющая регулировать дифракционную эффективностью решеток в диапазоне 5100% и ширину спектра отражения на полувысоте в пределах 0,5-1 нм.

Рис. 1. Спектры отражения ВБР, образование

которых обусловлено различными механизмами: электрострикционным (а) - тип I, термоупругим (б) - тип II

Эксимерный лазер

Цилиндрическая линза

и.

щель

öl ФМ

Магнитный держатель

Рис. 2. Схема записи ВБР

В ходе предварительной работы были выбраны следующие условия для записи волоконных решеток Брэгга, а именно использования газовой смеси KrF в эксимериом лазере, сведение пучка по короткой оси, расположение волокна непосредственно за ФМ. В итоге, в разработанном стенде для записи ВБР применяется эксимерный лазер Lambda Physik Compex 102 с энергией в импульсе -150 мДж при использовании газовой смеси KrF. Схема записи ВБР представлена на рис. 2.

Лазер генерирует 20 не импульсы на длине волны 248 нм с частотой 1 Гц. Аттенюатор со встроенным затвором позволяет выделить одиночный импульс из их последовательности, когда лазер уже выведен в стационарный режим работы. Цилиндрическая линза фокусирует лазерный пучок по одной из осей для достижения требуемой плотности энергии. Щель позволяет менять размер облучаемой области волокна, тем самым, позволяя варьировать длину ВБР, а, следовательно, и ее спектральные характеристики.

Для записи решеток Брэгта использовали АОВС, структура которых представлена на рис. 3. Для повышения фоторефрактивности АОВС концентрация диоксида германия в его сердцевине была увеличена с 4 до 12,16 и 18 мол. % для различных образцов OB. Метод легирования заготовок для вытяжки OB диоксидом германия является наиболее простым, эффективным и дающим неизменяемый во времени коэффициент фоточувствительности. Кроме того, увеличение фоторефрактивности на стадии формирования заготовок в перспективе позволяет осуществлять запись массивов ВБР в процессе вытяжки OB. К недостаткам выбранного метода относится увеличение линейных оптических потерь световода. Например, для используемого в работе АОВС с напрягающей эллиптической оболочкой с содержанием GcO; 16 мол. % оптические потери составляют около 18 дБ/км на длине волны 1550 нм. Притом, что оптические потери в аналогичном OB с содержанием Ge02 4 мол. % не превышают 1 дБ/км на той же длине волны,

Ш:

Изолирующая ]

оболочка

SiOz - PiQs - Р2 1

оболочка $Юа * ВгО} - беОг

( Сердцевина SiOi - GeOi - Fj

Рис. 3. Конструкция АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой

На рис. 4 представлен типичный спектр отражения ВБР типа I, снятый на спектроанализаторе. Решетка записана одиночным импульсом КгР эксимерного лазера в АОВС с содержанием Се02 18 мол. %. Коэффициент отражения составляет ~ 2% при ширине пика отражения на полувысоте около 0,1 нм. ВБР была записана при плотности энергии 20 не импульса на волокне ~ 400 мДж/см2. Наличие двух пиков отражения обусловлено тем, что ВБР индуцирована в двулучепреломляющем ОВ.

На рис. 5 представлены спектры отражения (а) и пропускания (б) ВБР типа II, снятые на спектроанализаторе. Решетка записана одиночным импульсом в АОВС с содержанием йеОг 16 мол. %. Коэффициент отражения составляв! более 99% при ширине пика отражения на полувысоте около 1 нм. Представленная ВБР была записана при плотности энергии 20 не импульса эксимерного лазера на волокне ~ 900 мДж/см2.

Рис. 5. Спектры ВБР типа II: а) отражения; б) пропускания

Полученное значение центральной длины волны отражения ВБР (Х,Брэгга) и известный период ФМ (Афм) позволяют вычислить, в соответствии с условием Брэгга, эффективный ГШ (л,г||ф) для каждой из двух ортогональных осей двулучепреломления "эфф=^-Брэ1-п/Лфм-

Рассчитанный эффективный ПГ1 использовавшихся в ходе работы АОВС с различным содержанием Се02 приведен в таблице 1 (Афм = 1065,3 нм).

Знание эффективных ГШ быстрой и медленной осей двулучепреломляющих ОВ необходимо, так как, при изготовлении датчиков, ВБР записываются под конкретные длины волн источников излучения.

I-

х 6^

X 0) .

га о.

1%45 1550

Длина волны, нм

Рис. 4. Спектр отражения ВБР типа I

1 555

Содержание ОеОг Оптические ^Брэгга ДЛЯ КаЖДОЙ ИЗ Эффективный

в сердцевине, мол. % потери, дБ/км выделенных осей, нм ПП, л,фф

16 ~ 18 1556,50 1,46109

1557,02 1,46158

12 ~ 2 1550,80 1,45574

1551,70 1,45658

18 -4,5 1549,92 1,45491

1550.67 1,45562

12 ~ 9 1545,59 1,45085

1546.14 1,45136

4 < 1 1541.68 1,44718

1542,20 1,44766

Использование щели в схеме записи решеток (рис. 2) позволило создавать ВБР с достаточно широким спектром на полувысоте (~ 1 нм) и требуемыми коэффициентами отражения. На основании экспериментальных данных разработана методика создания чувствительных элементов ФИД на существующем лабораторном стенде для записи ВБР.

Создание волоконно-оптических датчиков физических величин на основе массивов ВБР со спектральным разделением каналов существенно

усложняется при необходимости размещения большого числа чувствительных элементов на маленькой площади.

Предложенная брэгговская

дифракционная структура с двумя резонансами, записанная на коротком участке (3-4 см) ОВ, позволяет, как увеличить возможное количество чувствительных элементов на единицу площади (длины), так и избежать дополнительных процедур снятия защитной оболочки ОВ на коротких участках, обеспечивая тем самым упрощение процесса изготовления датчика

Методика создания волоконной брэгговской дифракционной структуры с двумя резонансами заключается в последовательной записи двух ВБР на одном зачищенном

1540 1545 1550 1555

Длина волны,нм

Рис. 6. Спектр волоконной брэгговской дифракционной структуры с двумя резонансами

участке OB на разные длины волн брэгговского резонанса с помощью ФМ с различными периодами.

На рис. 6 продемонстрирован спектр отражения волоконной брэгговской дифракционной структуры с двумя резонансами на 1541 нм и 1550 нм и коэффициентами отражения в максимуме около 35% и 22% соответственно. Ширина спектра отражения ~ 1 нм. Для записи решеток на данные длины волн использовались ФМ с периодами 1058,93 нм и 1065,3 нм соответственно.

Также в третьей главе впервые представлены фотографические изображения ВБР типа И, индуцированных в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой.

Решетки типа II, образованные термоупругими напряжениями, записываются при плотности энергии, близкой к порогу разрушения германо-силикатного стекла 1 Дж/см2, и локализуются на границе раздела двух сред с разными ПП. Большинство опубликованных изображений ВБР относится к изотропным ОВ с обычной структурой, включающей сердцевину и окружающую ее оболочку. В настоящей работе ВБР были записаны в волокнах более сложной конструкции, содержащих сердцевину, круговую изолирующую, эллиптическую напрягающую и круговую внешнюю оболочки (рис. 3) и, таким образом, имеющих несколько границ между средами с разными ПП. Поэтому внимание исследования было сосредоточено на локализации решеток Брэгга в волокне такого типа.

На рис. 7 представлено изображение ВБР в двулучепреломляющем ОВ с содержанием Ge02 16 мол. %, полученное методом дифференциального интерференционного контраста (ДИК) с лазером 405 нм. Изображения решеток получены на конфокальном сканирующем люминесцентном микроскопе Zeiss LSM-710 на основе прямого оптического микроскопа Axio Imager.Zl. Примечательно, что образующая ВБР система микропор в ОВ столь сильно рассеивает свет, что хорошо видна на изображениях, полученных методами как ДИК и темного поля, так и традиционной микроскопией светлого поля.

Рис. 7. Изображение ВБР в двулучепреломляющем ОВ о содержанием веОг 16 мол. %, полученное методом ДИК с лазером 405

нм, где: 1 - сердцевина, 2 -неоднородная периодическая струюура,

3 - граница между изолирующей и напрягающей оболочками, 4 - внешняя граница волокна

Микропоры, образованием которых обусловлены решетки типа II, локализуются в области границ между сердцевиной и изолирующей оболочкой, а так же между изолирующей и напрягающей оболочками.

Одноимпульсная запись ВБР типа II создает в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой неоднородную периодическую структуру, пространственный период которой равен периоду ФМ ЛФМ. Хотя период интерференционной картины, создаваемой +1/-1 порядками дифракции ФМ, равен половине ее периода ЛФМ/2, решетки с таким периодом на снимках не наблюдаются. Однако отсутствие на фотографических изображениях решеток с периодом ЛфМ/2 может быть вызвано работой на пределе разрешающей способности оптического микроскопа.

Вследствие наличия 0-го и более высоких порядков дифракции и сложного пространственного распределения интерференционной картины максимумы интенсивности имеют период Лфм> что с учетом порогового механизма записи ВБР типа II создает в волокне периодическую структуру с пространственным периодом ЛФМ. Проведенное моделирование распределения интенсивности интерференционной картины, образованной ФМ, подтверждает данный вывод и позволяет экспериментально подобрать место локализации ОВ относительно ФМ для получения ВБР с заданными параметрами.

При длительных временах экспозиции а также у ВБР типа II, индуцированных одиночным лазерным импульсом с плотностью энергии близкой к порогу разрушения германо-силикатного стекла, наведенная модуляция ПП приходит в насыщение, вследствие чего профиль периодических возмущения ПП приобретает прямоугольную форму. Такая форма образует гармонические компоненты. Как показано на рис. 8 можно разложить модуляцию ПП прямоугольной формы в Фурье последовательность периодических составляющих.

Рис. 8. Разложение модуляции ПП прямоугольной формы в Фурье последовательность В соответствие с условием Брэгга каждая из данных компонент дает брэгговский резонанс в спектральной характеристике ВБР. Длины воли отражения брэгговских резонансов можно определить следующим образом:

где Х,Брэгга,!— длина волны брэгговского резонанса /-го порядка; Л - период ВБР.

На фотографических изображениях период решетки ПП составил 1 мкм, следовательно, наблюдаемая нами длина волны отражения на 1550 нм соответствует брэгтовскому резонансу 2-го порядка, 1-ый порядок должен давать длину волны отражения около 3100 нм.

В четвертой главе представлены результаты комплексного исследования термического воздействия на спектральные характеристики ВБР. Предложена методика отжига ВБР типа II, сформированных в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой, позволяющая подстраивать коэффициент отражения решетки с точностью до 1%.

Термоупругий механизм образования ВБР типа II определяет их стойкость к высоким температурам до 1000 °С по сравнению с ВБР типа I, образование которых обусловлено электрострикционным механизмом, и которые могут быть полностью стерты из ОВ уже при 300 °С.

Известно, что ВБР типа I можно записать практически с любым коэффициентом отражения и шириной спектра на полувысоте, однако это требует использования методов записи с длительной экспозицией (10-20 мин), а также применение специальных методов создания чирпированных ВБР. Применение ВБР типа П позволяет получать высокоэффективные брэгговские зеркала, используя метод одноимпульсной записи и нечирпированные ФМ.

Недостатком ВБР типа II является резкая зависимость наведенной модуляции ПП в ОВ от плотности энергии в лазерном импульсе, что усложняет контроль коэффициента отражения решетки в процессе записи. Поэтому для получеши решеток Брэгга с требуемыми спектральными характеристиками и нужного соотношения коэффициентов отражения в массивах ВБР, возможно использование термического отжига ВБР типа П.

Резонансная длина волпы ВБР зависит от температуры ОВ и от приложенного к нему механического растягивающего или сжимающего напряжения. Эта зависимость описывается следующим уравнением

где 6Т - изменение температуры; е — относительное удлинение; 1'и - коэффициенты Поккельса упруго-оптического тензора; V - коэффициент Пуассона; а - коэффициент теплового расширения кварцевого стекла

В ходе экспериментов, получена зависимость сдвига длины волны отражения '-Брта ВБР типа II, индуцированной в двулучепреломляющем ОВ, от прикладываемой температуры (рис. 9). При достижении температуры отжига (~ 900 °С для ВБР типа II)

п,

1 (1п.

ат

начинается плавное уменьшение коэффициента отражения решетки. Его можно направленно изменять, варьируя температурой и временем тепловой обработки.

Эксперименты показали, что тепловая обработка ВБР не вносит дополнительных

оптических потерь в световоде, однако происходит

дополнительное смещение длины волны брэгтовского резонанса в сторону больших длин волн. Это смещение в первом приближении прямо пропорционально времени отжига.

После завершения

процесса тепловой обработки и охлаждения ОВ до комнатной температуры >^рзгга не возвращается на исходную позицию, а сдвигается в сторону больших длин волн. При различных температурах и времени тепловой обработки, используемых в экспериментах, это значение колеблется от 0,2 нм до 4,0 нм.

Так, после отжига ВБР типа П при 940 °С в течение 3 часов, коэффициент отражения решетки понизился от исходных 100% до 55%, а сдвиг ^рэгга в сторону больших длин волн составил 3,3 нм.

Сдвиг длины волны брэгтовского резонанса обусловлен, скорее всего, изменением эффективного ПП ОВ, вызванного структурными преобразованиями стеклообразного состояния германо-силикатного световода.

Эксперименты также показали, что тепловая обработка ОВ до записи ВБР также приводит к сдвигу брэгтовского резонанса решетки в сторону больших длин вошь Так, ВБР, записанная в ОВ, подвергавшемся предварительному воздействию температуры 950 °С в течение 1 часа, имела сдвиг ?.Брзгга в сторону больших длин волн на 1,5 нм по сравнению с контрольным образцом без такой обработки.

Термический отжиг ВБР типа II приводит к релаксации наведенных термоупругих напряжений, возникающих в результате появления микропор в материале световода на границе двух сред с различными ПП. Расчет энергии активации релаксации наведенных термоупругих напряжений из кинетики отжига необходим для детального изучения физики процесса записи ВБР.

* Экспериментальные данные — Апроксимирующая кривая

200 400 600 800 1000

Температура, °С

Рис. 9. Зависимость сдвига длины волны ВБР от температуры

Зависимость модуляции ПП (Дп) от времени (/) и температуры (7), обусловленная

процессом структурных преобразований стекла, экспоненциальной зависимостью

описывается

извесгнои

ДпЦ,Т) = А«о • ехр(——-),

гуХП

(1)

где Ало - исходное значение модуляции ПП, ъА(Т) - температурно-зависимое время релаксации модуляции ПП по уровню '/2. На основе экспериментальных данных, с учетом того, что коэффициент отражения решетки Щ,Т) ~ Ли(7,7), мы имеем два значения времени релаксации Т1 и т2 при двух температурах Т\ и Т2. Так как тУг(Т) определена при двух температурах, мы можем предсказать ее полную температурную зависимость, допуская, что она описывается уравнением Аррениуса:

к-Т

(2)

где То - температурно-независимая константа релаксации, Еа — энергия активации процесса структурной релаксации, к — постоянная Больцмана.

10'

го к X <ю

•8- о

1а10з

X ш , Л х

1 Ф 1П1

2 ф

О- ю„

ш 6

950

1000 1050 1100

Температура, °С

1200

Путем решения системы двух уравнений (2) с двумя неизвестными были рассчитаны Еа и То, их значения составили 6,4 эВ и 3,87 х 10"23 с соответственно.

На рис. 10 представлена зависимость времени уменьшения коэффициента отражения ВБР в 2 раза от температуры. Сплошной линией показана расчетная кривая, построенная на основе уравнения (2). Точками показаны

экспериментальные значения времени уменьшения

коэффициента отражения ВБР в 2 раза при конкретных температурах.

Подставив рассчитанные значения Еа и т0 в уравнение (2), а уравнение (2) в уравнение (1), с учетом того, что коэффициент отражения решетки ~ Ап(!,'1), мы получили семейство кривых зависимостей нормированного коэффициента отражения от времени отжига при различных температурах, представленное на рис. 11. Из рисунка видно практически полное совпадение экспериментальных данных (•, х, о, 0) отжига ВБР типа II с расчетными кривыми, что подтверждает законность принятых допущений

Рис. 10. Зависимость времени уменьшения коэффициента отражения ВБР типа II в 2 раза от температуры

|0.8 Ё

(И

■е-

0.6

и правомерность предложенной математической модели процесса отжига ВБР типа II,

индуцированных в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой.

11 ' Данная математическая

модель позволяет предсказать

\ время жизни ВБР типа II при ч

конкретной температуре. Однако она применима только для используемого в работе типа ОВ. Пятая глава посвящена ¡. анализу применения

х\ чувствительных элементов на основе ВБР для построения распределенных волоконно-оптических фазовых

интерферометр ических измерительных комплексов.

! 0.2

х о Ь ю

- --1=940 °С

-.....Т=980°С

—Т=1020°С —ТИОбО^С

10' 10 Время, с

ю4

Рис. 11. Зависимость нормированного коэффициента отражения от времени отжига при различных температурах

При создании распределенных ФИД на основе ВБР необходимо разработать ОВ, обладающее, с одной стороны достаточной фоторефрактивностью для записи в него решеток Брэгга, а с другой - приемлемыми для той или иной системы оптическими потерями.

В связи с этим в пятой главе выработаны рекомендации по снижению оптических потерь для МСУТЭ процесса изготовления ОВ,

высоколегированных Се02. Так, предварительное сжатие

заготовки и травление ее внутреннего канала существенно снижают затухание ОВ. Благодаря этим операциям оптические потери световодов с содержанием Се02 в сердцевине -25 мол. % (рис. 12), вытянутых при 2100 °С, в области 1,55 мкм снижены с 12,12 до 3,59 дБ/км.

1200 1300 1400 Длина волны,нм

1500 1600

Рис. 12. Спектральная зависимость затухания в ОВ, высоколегированных веОз, до (пунктирная линия) и после (сплошная линия) модернизации МС\ГО процесса

Для оценки применимости чувствительных элементов на основе используемого в работе ОВ измерялись оптические потери, вносимые записью ВБР типа И. Средний уровень потерь составляет ~ 0,5 дБ на решетку.

Проведены экспериментальные и расчетные исследования интенсивности оптического излучения на выходе из световода в дальнем поле для АОВС с 4,12,16 и 18 мол. % Ge02, а также ОВ типа Panda и SMF-28. В результате этого получены данные по оптическим потерям при стыковке различных типов ОВ, что необходимо при создании ФИД на основе ВБР.

По результатам измерений построены графики зависимости нормированной интенсивности от угла в градусах (рис. 13). Далее из построенных графиков были найдены интервалы углов для различных типов волокон на уровне 1/е2 и вычислены тангенсы от половин этих интервалов - относительные значения радиусов модового поля.

На основе полученных данных были рассчитаны теоретические потери при стыковке различных типов ОВ, согласующиеся с экспериментальными данными. Полученные данные по оптическим потерям при стыковке различных типов ОВ необходимы для компоновки ФИД на основе ВБР.

В заключительной части пятой главы описан принцип действия распределенных волоконно-оптических измерительных комплексов на основе ВБР. Апробирован математический метод выделения сигнала от ФИД на основе ВБР.

В заключении приведены основные результаты и выводы работы.

и>/ и XV2 - радиусы поля моды на уровне 1/е2 интенсивности излучения. В дапной работе для расчета потерь брались не абсолютные, а относительные величины радиусов поля моды.

Угол, градусы Рис. 13. Зависимость нормированной интенсивности излучения от угла

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ РАБОТЫ

• Создана технология одноимпульсной записи в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой ВБР типа II, позволяющая регулировать дифракционную эффективность решеток в диапазоне 5-100% и ширину спектра отражения на полувысоте в пределах 0,5-1 нм.

• Предложена методика отжига ВБР типа II, сформированных в АОВС, позволяющая подстраивать коэффициент отражения с точностью до 1%.

• Предложена методика записи брэгговских дифракционных структур с двумя резонансами.

• Даны рекомендации по модификации МСУБ процесса изготовления высоколегированных веОг АОВС для снижения в них затухания.

• Для минимизации оптических потерь на стыковку ОВ при компоновке оптоволоконных систем проведено измерение углового распределения выходного излучения АОВС с 4,12,16 и 18 мол. % веОг.

• Разработана методика расчета эффективных ПП быстрой и медленной осей АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой из спектральных характеристик записанных в них ВБР.

• Предложена методика изготовления чувствительных элементов фазовых интерферометрических датчиков, использующих несколько ВБР с требуемым соотношением коэффициентов отражения.

• Предложена математическая модель описания изменений оптических свойств ВБР типа II, индуцированных в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой, подвергнутых тепловой обработке.

• Получены данные о локализации и пространственном спектре ВБР типа П, индуцированных в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой, на основе фотографических изображений решеток.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В РАБОТАХ Пз списка ВАК:

1. Варжель С. В., Стригалев В. Е. Метод устранения влияния сигнала помехи на чувствительность приема гидроакустической антенны на основе волоконных Брэгговских решеток. Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО, 2010, т.69, №5, с.5-8.

2. Брунов В. С., Варжель С. В., Никоноров Н. В., Стригалев В. Е. Создание фотоиндуцированных брэгговских дифракционных структур в кристалле ниобата лития с помощью ультрафиолетового наносекундного эксимерного импульсного лазера. Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО, 2011, т.74, №4, с.26-29.

3. Варжель С. В., Куликов А. В., Асеев В. А., Брунов В. С., Кальке В. Г., Аргеев В.А. Запись узкополосных волоконных брэгговских отражателей одиночным импульсом эксимерного лазера методом фазовой маски. Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО, 2011, т.75, №5, е.27-30.

4. Варжель С. В., Куликов А. В., Брунов В. С., Асеев В. А. Метод понижения коэффициента отражения волоконных брэгговских решеток с помощью эффекта фотохромизма. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2012, т.77, №1, с.151-152.

5. Варжель С. В., Куликов А. В., Стригалев В. Е., Мешковский И. К. Запись брэгговских решеток в двулучепреломляющем оптическом волокне одиночным 20-нс импульсом эксимерного лазера. Оптический журнал, 2012, т.79, №4, с.85-88.

6. Варжель С. В., Куликов А. В., Захаров В. В., Асеев В. А. Одноимпульсная запись и визуализация волоконных решеток Брэгга типа II. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики, 2012, т.81, №5, с. 25-28.

Другие публикации:

7. Варжель С. В. Низкая фоточувствительность стандартных телекоммуникационных волокон как препятствие для записи брэгговских дифракционных структур. Молодой ученый, №8, 2010, с.45-46.

8. Варжель С. В., Куликов А. В., Стригалев В. Е. Анализ механизмов фотоиндуцирования фемтосекундными лазерными импульсами Брэгговских дифракционных структур в оптическом волокне. Сборник трудов VI международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики 2010», 2010, с.15-17.

9. Артеев В. А., Варжель С. В., Куликов А. В. Распределенный волоконно-оптический датчик акустического давления на брэгговских решетках. Сборник трудов VII международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика -2011», 2011, с.509-510.

Ю.Асеев В. А., Брунов В. С., Варжель С. В., Куликов А. В. Волоконные брэгтовские дифракционные структуры, индуцированные одиночным 20-нс импульсом эксимерного лазера Сборник трудов VII международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика- 2011», 2011, с.ЗЗО-ЗЗЗ.

11. Кулаченков Н. К., Куликов А. В., Варжель С. В. Моделирование установки для записи волоконно-оптических брэгговских решеток. Сборник трудов VII международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика- 2011», 2011, с.358-360.

12. Варжель С. В., Ероньян М. А., Мешковский И. К., Стригалев В. Е. Минимизация оптических потерь одномодовых световодов с высокой концентрацией Ge02. Сборник трудов X международной конференции «Прикладная оптика-2012», 2012, с.184-187.

Тиражирование и брошюровка выполнены в учреждении «Университетские телекоммуникации» 197101, Санкт-Петербург, Саблинская ул., 14 Тел. (812)2334669 Объем 1 п.л. Тираж 100 экз.

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Варжель, Сергей Владимирович

Введение.

Глава 1. Обзор современной литературы.

Раздел 1.1. Методы и технологии записи решеток Брэгга в оптическое волокно.

Раздел 1.2. Обзор достижений современных работ по записи ВБР.

Выводы по главе 1.

Глава 2. Физика процесса формирования ВБР под действием оптического излучения

Раздел 2.1. Поглощения германо-силикатного стекла в УФ диапазоне.

Раздел 2.2. Модель фоточувствительности германо-силикатного стекла.

Раздел 2.3. Электрострикционная модель формирование ВБР.

Раздел 2.4. Существующие модели формирования ВБР под действием оптического излучения и ВБР типа II.

Раздел 2.5. Методы повышения фоторефрактивности оптических волокон.

Раздел 2.6. Анализ механизмов фотоиндуцирования ВБР лазерными импульсами фемтосекундной длительности.

Выводы по главе 2.

Глава 3. Запись решеток Брэгга в оптические волокна.

Раздел 3.1. Создание стенда для записи волоконных решеток Брэгга методом фазовой маски.

Раздел 3.2. Методы измерения параметров записанных решеток.

Раздел 3.3. Оценка наведенной модуляции ПП одиночным импульсом и при многоимпульсной экспозиции.

Раздел 3.4. Исследование двулучепреломляющих волокон на основе спектральных характеристик записанных в них ВБР.

Раздел 3.5. Сопоставление экспериментальных данных роста ВБР с существующими теоретическими моделями.

Раздел 3.6. Исследование фотохромизма ВБР.

Раздел 3.7. Визуализация волоконных решеток Брэгга.

Раздел 3.8. Наличие у решеток ПП брэгговских резонансов высших порядков.

Раздел 3.9. Запись массивов ВБР в двулучепреломляющие волокна и исследование их характеристик.

Раздел 3.10. Волоконная брэгговская дифракционная структура с двумя резонансами.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Исследование термического отжига ВБР.

Раздел 4.1. Термический отжиг ВБР.

Раздел 4.2. Зависимость сдвига длины волны волоконной решетки Брэгга от температуры.

Раздел 4.3. Исследование термического воздействия на ВБР.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Анализ применения чувствительных элементов на основе ВБР для построения распределенных волоконно-оптических фазовых интерферометрических измерительных комплексов.

Раздел 5.1. Оптимизация параметров ОВ для создания распределенных волоконно-оптических фазовых интерферометрических датчиков на ВБР.

Раздел 5.2. Измерение углового распределения выходного излучения двулучепреломляющих ОВ с эллиптической напрягающей оболочкой.

Раздел 5.3. Распределенные волоконно-оптические измерительные комплексы на основе ВБР. Принцип действия.

Раздел 5.4. Математический метод выделения сигнала от фазового интерферометрического датчика на основе ВБР.

Раздел 5.5. Исследование применимости массивов ВБР в волоконно-оптических измерительных системах.

Выводы по главе 5.

Введение диссертация по физике, на тему "Брэгговские дифракционные структуры для волоконно-оптических измерительных систем"

Актуальность темы. Брэгговские решетки в настоящее время широко используются в оптических волокнах (ОВ) и планарных световодах для уплотнения каналов по длине волны (так называемая В\\Т)М-технология), оптической фильтрации сигналов, как резонаторные зеркала в волоконных и полупроводниковых лазерах, как сглаживающие фильтры в оптических усилителях, для компенсации дисперсии в магистральных каналах связи. Другой областью применения волоконных брэгговских решеток (ВБР) является использование их в различных измерительных системах, контролирующих параметры окружающей среды, такие как: температура, влажность, давление, деформация, содержание химических веществ.

В настоящее время в России освоен выпуск АОВС, не уступающих по эксплуатационным параметрам лучшим образцам зарубежного производства.

Поэтому тема диссертационной работы, посвященная технологии записи в ОВ отечественного производства брэгговских решеток и изучению их свойств, является весьма актуальной.

Для достижения цели необходимо решение следующих задач:

• подбор АОВС с оптимальными для записи ВБР оптическими свойствами;

• исследование теплового воздействия на ВБР для направленного изменения их спектральных характеристик;

• анализ применимости получаемых ВБР и массивов ВБР в волоконно-оптических измерительных системах;

Научая новизна работы заключается в том, что в ней впервые:

1. Показана возможность одноимпульсной записи в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой ВБР типа II, позволяющая регулировать дифракционную эффективность решеток в диапазоне 5-100% и ширину спектра отражения на полувысоте в пределах 0,5-1 нм.

4. На основе анализа фотографических изображений ВБР типа И, индуцированных в АОВС, установлено, что они обусловлены 5 образованием микропор, которые локализуются в области границ между сердцевиной и окружающей ее изолирующей оболочкой, а так же между изолирующей и напрягающей оболочками.

5. Разработан математический метод выделения сигнала от массива ФИД на основе ВБР, изготовленного по предложенной в работе методике. На основании математического моделирования реализован электронный модуль обработки сигнала от ФИД на основе ВБР.

Практическое значение работы состоит в следующем:

1. Отработана технология одноимпульсной записи в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой ВБР типа И, позволяющая регулировать дифракционную эффективность решеток в диапазоне 5-100% и ширину спектра отражения на полувысоте в пределах 0,5-1 нм.

2. Исследовано влияние концентрации 0е02 в АОВС на оптические характеристики волокон и дифракционных решеток на их основе, что позволяет изготавливать ОВ с требуемыми фоторефрактивными и механическими свойствами. Показано, что предварительное сжатие заготовки и травление внутреннего канала позволяет, не снижая фоторефрактивных свойств волокна, существенно снизить оптические потери световодов, изготавливаемых МСУО методом.

3. Разработана методика расчета эффективных показателей преломления (ГШ) быстрой и медленной осей АОВС из спектральных характеристик записанных в них ВБР, что необходимо при изготовлении датчиков для конкретных длин волн используемых источников излучения.

5. Результаты измерения углового распределения выходного излучения АОВС с 4, 12, 16 и 18 мол. % ОеОг позволяют прогнозировать потери на их стыковке между собой, а также со стандартными телекоммуникационными ОВ, типа SMF-28, другими двулучепреломляющими световодами и элементами интегральной оптики.

Защищаемые положения:

1. Технология одноимпульсной записи в анизотропные одномодовые волоконные световоды с эллиптической напрягающей оболочкой решеток Брэгга типа II, позволяющая регулировать дифракционную эффективность решеток в диапазоне 5-100% и ширину спектра отражения на полувысоте в пределах 0,5-1 нм.

2. Метод тепловой обработки решеток Брэгга типа II в анизотропных одномодовых волоконных световодах с эллиптической напрягающей оболочкой, позволяющий подстраивать коэффициент отражения решетки с точностью до 1%.

5. Методика расчета места локализации оптического волокна относительно фазовой маски для получения брэгговских решеток с заданными параметрами на основе моделирования распределения интенсивности интерференционной картины, образованной фазовой маской.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на VII и VIII Всероссийских межвузовских конференциях молодых ученых (Санкт-Петербург, Россия, 2010, 2011), доклад на последней был удостоен дипломом на секции «Оптотехника и оптические материалы»; на I Всероссийском конгрессе молодых ученых (Санкт-Петербург, Россия, 2012); на XXXIX, XL, XLI научных и учебно-методических конференциях НИУ ИТМО (Санкт-Петербург, Россия, 2010, 2011, 2012); на VI международной конференции «Фундаментальные проблемы оптики» (Санкт-Петербург, Россия, 2010); на VII международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика - 2011» (Санкт-Петербург, Россия, 2011); на X международной конференции «Прикладная оптика-2012» (Санкт-Петербург, Россия, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 печатных работ, 6 из которых в изданиях, входящих в «Перечень ведущих периодических изданий» ВАК.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти оригинальных глав и заключения, изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 102 рисунка и 7 таблиц, список цитированной литературы содержит 117 наименований.

Заключение диссертации по теме "Оптика"

Выводы по главе 5

В данной главе проведен анализ применения чувствительных элементов на основе ВБР для построения распределенных волоконно-оптических фазовых интерферометрических измерительных комплексов. Описан принцип действия распределенных волоконно-оптических измерительных комплексов на основе ВБР. Апробирован математический метод выделения сигнала от фазового интерферометрического датчика на основе ВБР. Исследована применимость получаемых ВБР и массивов ВБР в волоконно-оптических измерительных системах.

Проведена оптимизация параметров ОВ для создания распределенных волоконно-оптических фазовых интерферометрических датчиков на основе ВБР. Показано, что предварительное сжатие заготовки и травление внутреннего канала позволяет существенно снизить оптические потери световода, не снижая его фоторефрактивные свойства.

Для минимизации оптических потерь при создании оптоволоконных систем проведено измерение углового распределения выходного излучения АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой с 4, 12, 16 и 18 мол. % веО^-Полученные данные позволяют прогнозировать потери на стыковке ОВ с эллиптической напрягающей оболочкой с различной концентрацией Се02 между собой, а также со стандартными телекоммуникационными ОВ, типа 8МБ-28, другими двулучепреломляющими световодами и элементами интегральной оптики.

Заключение

В ходе настоящего исследования получены следующие основные результаты:

• Предложена технология одноимпульсной записи в АОВС ВБР типа II, позволяющая регулировать дифракционную эффективность решеток в диапазоне 5-100% и ширину спектра отражения на полувысоте в пределах 0,5-1 нм.

• Предложена методика отжига ВБР типа II, индуцированных в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой, позволяющая подстраивать коэффициент отражения решетки с точностью до 1%.

• Методика записи брэгговских дифракционных структур с двумя резонансами. Такая структура, записанная на коротком участке (3-4 см) ОВ, позволяет, как увеличить возможное количество чувствительных элементов на единицу площади (длины), так и избежать дополнительных процедур снятия защитной оболочки ОВ на коротких участках, обеспечивая тем самым упрощение процесса изготовления датчика.

• Исследовано влияние концентрации 0е02 в АОВС на оптические характеристики волокон и дифракционных решеток на их основе, что позволяет изготавливать ОВ с требуемыми фоторефрактивными и механическими свойствами. Показано, что в предварительное сжатие заготовки и травление внутреннего канала позволяет, не снижая фоторефрактивных свойств волокна, существенно снизить оптические потери световодов, изготавливаемых МСУЕ) методом.

• Для минимизации оптических потерь при создании оптоволоконных систем проведено измерение углового распределения выходного излучения двулучепреломляющих ОВ с эллиптической напрягающей оболочкой с 4, 12, 16 и 18 мол. % 0е02. Полученные данные позволяют прогнозировать потери на стыковке ОВ с эллиптической напрягающей оболочкой с различной концентрацией ве02 между собой, а также со стандартными телекоммуникационными ОВ, типа 8МР-28, другими двулучепреломляющими световодами и элементами интегральной оптики.

• Разработана методика расчета эффективных ПП быстрой и медленной осей двулучепреломляющих ОВ с эллиптической напрягающей оболочкой из спектральных характеристик записанных в них ВБР. Получены значения эффективных ПП волокон с различной концентрацией веОг (4, 12, 16 и 18 мол. %). Знание эффективных 1111 быстрой и медленной осей двулучепреломляющих ОВ необходимо, так как, при изготовление датчиков, ВБР записываются под конкретные длины волн источников излучения.

• Предложена математическая модель описания изменений оптических свойств ВБР типа И, индуцированных в анизотропные одномодовые волоконные световоды с эллиптической напрягающей оболочкой, подвергнутых тепловой обработке.

• Рассчитана энергия активации релаксации термоупругих напряжений из кинетики процесса отжига ВБР типа II. Полученное значение энергии активации составило 6,4 эВ совпадает с энергией СеЕ' центров, одним из источников положительного изменения ПП под действием УФ излучения.

• На основе анализа фотографических изображений ВБР типа II установлено, что они обусловлены образованием микропор, которые локализуются в области границ между сердцевиной и окружающей ее изолирующей оболочкой, а так же между изолирующей и напрягающей оболочками.

• Одноимпульсная запись ВБР типа II создает в АОВС с эллиптической напрягающей оболочкой неоднородную периодическую структуру, пространственный период которой равен периоду ФМ ЛФм- Хотя период интерференционной картины, создаваемой +1/-1 порядками дифракции ФМ, равен половине ее периода ЛФМ/2, решетки с таким периодом на снимках не наблюдаются. Однако отсутствие на фотографических изображениях решеток с периодом Лфм/2 может быть вызвано работой на пределе разрешающей способности оптического микроскопа.

• Вследствие наличия 0-го и более высоких порядков дифракции и сложного пространственного распределения интерференционной картины максимумы интенсивности имеют период АФм, что с учетом порогового механизма записи ВБР типа II создает в волокне периодическую структуру с пространственным периодом Лфм- Проведенное моделирование распределения интенсивности интерференционной картины, образованной ФМ, подтверждает данный вывод и позволяет экспериментально подобрать место локализации ОВ относительно ФМ для получения ВБР с заданными параметрами.

• Апробирован математический метод выделения сигнала от фазового интерферометрического датчика на основе ВБР, изготовленного по предложенной в работе методике. На основании математического моделирования была реализована плата обработки сигнала от фазового интерферометрического датчика на основе ВБР.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Варжель, Сергей Владимирович, Санкт-Петербург

1. Hill, К. O. Photosensitivity in optical fiber waveguides: Application to reflection filter fabrication / К. O. Hill, Y. Fujii, D. C. Johnson, B. S. Kawasaki // Appl. Phys. Lett. 1978. - V. 32. - № Ю. - P. 647-649.

2. Kawasaki, B. S. Narrow-band Bragg reflectors in optical fibers / B. S. Kawasaki, К. O. Hill, D. C. Johnson, Y. Fujii // Opt. Lett. 1978. - V. 3. -№ 2.-P. 66-68.

3. Meltz, G. Formation of Bragg gratings in optical fibers by a transverse holographic method / G. Meltz, W. W. Morey, W. H. Glenn // Opt. Lett. -1989.-V. 14.-№ 15.-P. 823-825.

4. Васильев, С. А. Волоконные решетки показателя преломления и их применение / С. А. Васильев, О. И. Медведков, И. Г. Королев, А. С. Божков, А. С. Курков, Е. М. Дианов // Квантовая электроника. 2005. -Т. 35. -№ 12. - С. 1085-1103.

5. Lai, Y. Point-by-point inscription of sub-micrometer period fiber Bragg gratings / Y. Lai, K. Zhou, K. Sugden, I. Bennon // OSA/CLEO/QELS. -2008.-paper CTuU2.

6. Reekie, L. 100% reflectivity fibre gratings produced by a single excimer laser pulse / L. Reekie, J.-L. Archambault, P. St. J. Russell // OSA/OFC. 1993. -paper PD14.-P. 327-330.

7. Hill, K. O. Bragg gratings fabricated in monomode photosensitive optical fiber by UV exposure through a phase mask / K. O. Hill, B. Malo, F. Bilodeau, D. C. Johnson, J. Albert // Appl. Phys. Lett. 1993. - V. 62. - № 10.-P. 1035-1037.

8. Askins, C. G. Fiber Bragg reflectors prepared by a single excimer pulse / C. G. Askins, T.-E. Tsai, G. M. Williams, M. A. Putnam, M. Bashkansky, E. J. Friebele // Opt. Lett. 1992. - V. 17. - № 11. - P. 833-835.

9. Chojetzki, C. High-reflectivity draw-tower fiber Bragg gratings—arrays and single gratings of type II / C. Chojetzki, M. Rothhardt, J. Ommer, S. Unger, K. Schuster, H.-R. Mueller // Opt. Eng. Lett. 2005. - V. 44. - № 6. - P. 060503-1.

10. Bartelt, H. Single-pulse fiber Bragg gratings and specific coatings for use at elevated temperatures / H. Bartelt, K. Schuster, S. Unger, C. Chojetzki, M. Rothhardt, I. Latka // Applied Optics. 2007. - V. 46. - № 17. - P. 34173424.

11. Martinez, A. Thermal properties of fibre Bragg gratings inscribed point-by-point by infrared femtosecond laser / A. Martinez, I. Y. Khrushchev, I. Bennion // Electron. Lett. 2005. - V. 41. - P. 176-178.

12. Davis, K. M. Writing waveguides in glass with a femtosecond laser / K. M. Davis, K. Miura, N. Sugimoto, K. Hirao // Opt. Lett. 1996. - V. 21. - № 21. -P. 1729-1731.

13. Mihailov, S. J. Fiber Bragg gratings made with a phase mask and 800-nm femtosecond radiation / S. J. Mihailov, C. W. Smelser, P. Lu, R. B. Walker,

14. D. Grobnic, H. Ding, G. Henderson, J. Unruh // Opt. Lett. 2003. - V. 28. -№ 12.-P. 995-997.

15. Dragomir, A. Inscription of fiber Bragg gratings by ultraviolet femtosecond radiation / A. Dragomir, D. N. Nikogosyan, K. A. Zagorulko, P. G. Kryukov, E. M. Dianov // Opt. Lett. 2003. - V. 28. - № 22. - P. 2171-2173.

16. Bernier, M. Ultrabroadband fiber Bragg gratings written with a highly chirped phase mask and Infrared femtosecond pulses / M. Bernier, Y. Sheng, R. Vallée // Optics Express. 2009. - V. 17. - № 5. - P. 3285-3290.

17. Fang, X. A new method for sampled fiber Bragg grating fabrication by use of both femtosecond laser and CO2 laser / X. Fang, X. Y. He, C. R. Liao, M. Yang, D. N. Wang, Y. Wang // Optics Express. 2010. - V. 18. - № 3. - P. 2646-2654.

18. Kelleher, P. Inscription of narrow-band fibre Bragg gratings with 264 nm femtosecond pulses / P. Kelleher, D. N. Nikogosyan // Optical Fiber Technology. -2010. -V. 16. -P. 212-216.

19. Загорулько, К. А. Запись брэгговских решеток в одномодовых волоконных световодах с помощью УФ фемтосекундного излучения / К.

20. A. Загорулько, П. Г. Крюков, Е. М. Дианов, А. Драгомир, Д. Н. Никогосян // Квантовая электроника. 2003. - Т. 33. - № 8. - С. 728-730.

21. Martinez, A. Direct inscription of Bragg gratings in coated fibers by an infrared femtosecond laser / A. Martinez, I. Y. Khrushchev, 1. Bennion // Opt. Lett.-2006.-V. 31.-№ 11.-P. 1603-1605.

22. Smelser, C. W. Novel phase mask Apparatus for 'Through the Jacket' inscription of FBG's in unloaded SMF-28 fiber / C. W. Smelser, F. Bilodeau,

23. B. Malo, D. Grobnic, S. J. Mihailov // OSA/BGPP. 2010. - paper ВТШЗ.

24. Fang, X. A new method for sampled fiber Bragg grating fabrication by use of both femtosecond laser and CO2 laser / X. Fang, X. Y. He, C. R. Liao, M. Yang, D. N. Wang, Y. Wang // Opt. Express. 2010. - V. 18. - № 3. - P. 2646-2654.

25. Nolte, S. Femtosecond Laser Induced Fiber Bragg Gratings — Status and Prospects / S. Nolte, J. Thomas, C. Voigtander, R. Becker, D. Richter, A. Tunnermann // OSA/BGPP. 2010. - paper BWA2.

26. Patrick, H. Growth of Bragg gratings produced by continuous-wave ultraviolet light in optical fiber / H. Patrick, S. L. Gilbert // Opt. Lett. 1993. - V. 18. -№ 18.-P. 1484-1486.

27. Lindner, E. Generation and Characterization of Fiber Bragg Gratings with Bragg Wavelengths in VIS and their Application in Sensor Technology / E.1.ndner, M. Becker, M. Rothhardt, К. Schroder, W. Ecke, H. Bartelt // OSA/BGPP. 2007. - paper BTuEl.

28. Hill, К. O. Fiber Bragg Grating Technology Fundamentals and Overview / K. O. Hill, G. Meltz // J. Lightwave Technol. 1997. - V. 15. - № 8. - P. 12631276.

29. Ball, G. A. Compression-tuned single-frequency Bragg grating fiber laser / G. A.Bali, W. W. Morey//Opt. Lett. 1994.-V. 19.-№23.-P. 1979-1981.

30. Ball, G. A. Continuously tunable single-mode erbium fiber laser / G. A. Ball, W. W. Morey // Opt. Lett. 1992. - V. 17. - № 6. - P. 420-422.

31. Minelly, J. D. Femtosecond pulse amplification in cladding-pumped fibers / J. D. Minelly, A. Galvanauskas, M. E. Fermann, D. Harter, J. E. Caplen, Z. J. Chen, D. N. Payne // Opt. Lett. 1995. - V. 20. - № 17. - P. 1797-1799.

32. Galvanauskas, A. Nanosecond-to-picosecond pulse compression with fiber gratings in a compact fiber-based chirped-pulse-amplification system / A. Galvanauskas, P. A. Krug, D. Harter // Opt. Lett. 1996. - V. 21. - № 14. -P. 1049-1051.

33. Fermann, M. E. High-power soliton fiber laser based on pulse width control with chirped fiber Bragg gratings / M. E. Fermann, K. Sugden, I. Bennion // Opt. Lett. 1995. - V. 20. - № 2. - P. 172-174.

34. Дураев, В. П. Дискретно перестраиваемый одночастотный диодный лазер с волоконными брэгговскими решетками / В. П. Дураев, Г. Б. Лутц,

35. Е. Т. Неделин, М. А. Сумароков, О. И. Медведков, С. А. Васильев // Квантовая электроника. 2007. - Т. 37.-№ 12.-С. 1143-1145.

36. Kohnke, G. Е. Planar waveguide Mach-Zender bandpass filter fabricated with single exposure UV-induced gratings / G. E. Kohnke, T. Erdogan, T. A. Strasser, A. E. White, M. A. Milbrodt, С. H. Henry, E. J. Laskowski // OSA/OFC. 1996. - paper ThQ6.

37. Hill, К. O. Chirped in-fiber Bragg gratings for compensation of optical-fiber dispersion / К. O. Hill, F. Bilodeau, B. Malo, T. Kitagawa, S. Theriault, D. C. Johnson, J. Albert, K. Takiguchi // Opt. Lett. 1994. - V. 19. - № 17. -P.1314-1316.

38. Hill, K. O. Aperiodic In-Fiber Bragg Gratings for Optical Fiber Dispersion Compensation / K. O. Hill, F. Bilodeau, B. Malo, T. Kitagawa, S. Theriault, D. C. Johnson, J. Albert // OSA/OFC. 1994. - paper PD2.

39. Hill, K. O. Variable-spectral-response optical waveguide Bragg grating filters for optical signal processing / K. O. Hill, B. Malo, F. Bilodeau, S. Theriault, D. C. Johnson, J. Albert // Opt. Lett. 1995. - V. 20. - № 12. - P. 1438-1440.

40. Soccolich, C. E. Gain enhancement in EDFAs by using fiber-grating pump reflectors / C. E. Soccolich, V. Mizrahi, T. Erdogan, P. J. Lemaire, P. Wysocki // OSA/OFC. 1994. - paper FA7.

41. Zhang, W. Fiber Bragg grating hydrophone with high sensitivity / W. Zhang, Y. Liu, F. Li // Chinese Optics Letters. 2008. - V. 6. - № 9. - P. 631-633.

42. Guan, B. Dual polarization fiber grating laser hydrophone / B. Guan, Y. Tan, H. Tam//Opt. Express.-2009.-V. 17.-№22.-P. 19544-19550.

43. Minasamudram, R. G. Thin film metal coated fiber optic hydrophone probe / R. G. Minasamudram, P. Arora, G. Gandhi, A. S. Daryoush, M. A. El-Sherif, P. A. Lewin // Appl. Opt. 2009. - V. 48. - № 31. - P. G77-G82.

44. Cusano, A. Optical Fiber Hydrophone Using Polymer-Coated Fiber Bragg Grating / A. Cusano, S. Campopiano, S. D'Addio, M. Balbi, S. Balzarini, M. Giordano, A. Cutolo // OSA/OFS. 2006. - paper ThE85.

45. Kashyap, R. Fiber Bragg Gratings / R. Kashyap. San Diego, CA: Academic Press. - 1999.-478 p.

46. Zhang, D. Study on the Photosensitivity of photosensitive fibers / D. Zhang, L. Jiang, Q. Ren, J. Li, C. Zhou, Sh. Liu, D. Jiang, G. Kai, X. Dong // Proc. of SPIE. 2005. - V. 5623, - P. 964-969.

47. Sang, X. Novel growth phenomena in fiber Bragg gratings under low irradiation power / X. Sang, P. L. Chu., Ch. Yu, R. Lai // Opt. Comm. 2005. -V. 251.-P. 94-99.

48. Tu, F. The influence of fiber's photosensitivity by doping process / F. Tu, Q. Han, J. Luo, D. Liu //Proc. of SPIE. -2007. V. 6433, 643308-1.

49. Yuen, M. J. Ultraviolet absorption studies of germanium silicate glasses / M. J. Yuen // Appl. Opt. 1982.-V. 21,-№ l.-P. 136-140.

50. Jackson, J. M. Preparation effects on the UV optical properties of Ge02 glasses / J. M. Jackson, M. E. Wells, G. Kordas, D. L. Kinser, R. A. Weeks, R. II. Magruder// J. Appl. Phys. 1985.-V. 58.-№6.-P. 2308-2311.

51. Dong, L. Ultraviolet absorption in modified chemical vapor deposition performs / L. Dong, J. Pinkstone, P. St. J. Russell, D. N. Payne // J. Opt. Soc. Am. B. 1994. -V. 11.-№ 10. - P. 2106-2111.

52. Hosono, Н. Nature and origin of the 5-eV band in Si02:Ge02 glasses / H. Hosono, Y. Abe, D. L. Kinser, R. A. Weeks, K. Muta, II. Kawazoe // Phys. Rev. B. — 1992. — V. 46.-№ 18.-P. 11445-11451.

53. Janer, C. Ge-doped silica fibers: modelling of photosensitivity / C. Janer, L. M. Rivas, R. M. Rubio, J. L. Galo, L. Navarro, A. Carballar // Proc. of SPIE. -2005.-V. 5971, 59710L-1.

54. Rivas, L. M. Growth of Second-Order Fiber Gratings based on a New Photosensitivity Model / L. M. Rivas, A. Carballar, C. Janer // Proc. of SPIE. 2005. - V. 5970, 597009-1.

55. Nishii, J. Ultraviolet-radiation-induced chemical reactions through one and two-photon absorption processes in Ge02-Si02 glasses / J. Nishii, N. Kitamura, H. Yamanaka, H. Hosono, H. Kawazoe // Opt. Lett. 1995. - V. 20.-№ 10.-P. 1184-1186.

56. Неуструев, В. Б. Электрострикционный механизм образования брэгговской решетки в германосиликатных световодах / В. Б. Неуструев //Квантоваяэлектроника.-2001.-Т. 31.-№ 11.-С. 1003-1006.

57. Hill, К. О. Photosensitivity in optical fibers / К. О. Hill, В. Malo, F. Bilodeau, D. C. Johnson // Annu. Rev. Mater. Sci. 1993. - V. 23. - P. 125157.

58. Кукушкин, С. А. Образование микропор в оптическом волокне под воздействием импульсного УФ света высокой интенсивности / С. А. Кукушкин, А. В. Осипов, М. Г. Шлягин // Журнал технической физики. -2006. Т. 76. - № 8. - С. 73-84.

59. Othonos, A. Fiber Bragg gratings / A. Othonos // Rev. Sci. Instrum. 1997. -V. 68. - № 12. - P. 4309-4341.

60. Колдунов, M. Ф. Термоупругий и абляционный механизмы лазерного повреждения поверхности прозрачных твердых тел / М. Ф. Колдунов, А.

61. A. Маненков, И. JI. Покотило // Квантовая электроника. 1998. - Т. 25. -№ 3. - С. 277-281.

62. Bilodeau, F. Photosensitization of optical fiber and silica-on-silicon/silica waveguides / F. Bilodeau, B. Malo, A. Albert, D. C. Johnson, К. O. Hill, Y. Hibino, M. Abe, M. Kawachi // Opt. Lett. 1993. - V. 18. - № 12. - P. 953955.

63. Lonzaga, J. B. Color center formation in soda-lime glass with femtosecond laser pulses / J. B. Lonzaga, S. M. Avanesyan, S. C. Langford, J. T. Dickinson // J. Appl. Phys. 2003. - V. 94. - № 7. - P. 4332-4340.

64. Mayer, E. Fiber Bragg Grating Writing by Interferometric or Phase-Mask Methods Using High-Power Excimer Lasers / E. Mayer, D. Gillett, S. Govorkov // Fiber and Integrated Optics. 1999. - V. 18. - № 3. - P. 189198.

65. Брунов, В. С. Создание фотоиндуцированных брэгговских дифракционных структур в кристалле ниобата лития с помощью ультрафиолетового наносекундного эксимерного импульсного лазера /

66. B. С. Брунов, С. В. Варжель, Н. В. Никоноров, В. Е. Стригалев // Научно-технический вестник СПбГУ ИТМО. 2011. - Т. 74. - № 4. - С. 26-29.

67. Ероньян, М. А. Тонкие анизотропные одномодовые волоконные световоды с эллиптической напрягающей оболочкой / М. А. Ероньян, А. В. Комаров, Ю. Н. Кондратьев, Е. И. Ромашова, M. М. Серков, А. В. Хохлов//Оптический журнал. 2000. - Т. 67.-№ 10.-С. 104-105.

68. Буреев, С. В. Технология крупногабаритных заготовок анизотропных одномодовых световодов с эллиптической оболочкой / С. В. Буреев, К. В. Дукельский, М. А. Ероньян, П. А. Злобин, А. В. Комаров, JI. Г. Левит,

69. B. И. Страхов, А. В. Хохлов // Оптический журнал. 2007. - Т. 74. - № 4. -С. 85-87.

70. Варжель, С. В. Запись брэгговских решеток в двулучепреломляющем оптическом волокне одиночным 20-нс импульсом эксимерного лазера /

71. C. В. Варжель, А. В. Куликов, И. К. Мешковский, В. Е. Стригалев // Оптический журнал. 2012. - Т. 79. - № 4. - С. 85-88.

72. Liu, Н. Y. Observation of type I and type II gratings behavior in polymer optical fiber / H. Y. Liu, H. B. Liu, G. D. Peng, P. L. Chu // Optics Communications. 2003. - V. 220. - P. 337-343.

73. Jfdrzejewski, K. Bragg gratings in optical fibers made by the phase mask method / K. J^drzejewski, L. Lewandowski, J. Helsztynski, W. Jasiewicz // Proc. of SPIE. 2004. - V. 5576. - P. 45-49.

74. Bette, S. Theoretical and experimental study of differential group delay and polarization dependent loss of Bragg gratings written in birefringent fiber / S. Bette, Ch. Caucheteur, M. Wuilpart, P. Megret // Opt. Comm. 2007. - V. 269.-P. 331-337.

75. Meltz, G. Bragg grating formation and germanosilicate fiber photosensitivity / G. Meltz, W. W. Morey // Proc. SPIE. 1991. - V. 1516. - P. 185-199.

76. Hill, Р. С. Writing and visualization of low-threshold type II Bragg gratings in stressed optical fibers / P. C. Hill, G. R. Atkins, J. Canning, G. С. Cox, M. G. Sceats // Applied Optics. 1995. - V. 34. - P. 7689-7694.

77. Baxter, G. DIC imaging of an optical fiber Bragg grating / G. Baxter, N. M. Dragomir, A. Roberts, S. F. Collins, P. M. Farrell, A. J. Stevenson, D. D. Garchev // OSA/OFC. 2002.

78. Dragomir, N. M. Nondestructive imaging of a type I optical fiber Bragg grating / N. M. Dragomir, C. Rollinson, S. A. Wade, A. J. Stevenson, S. F. Collins, G. W. Baxter, P. M. Farrell, A. Roberts // Optics Letters. 2003. - V. 28.-№ 10.-P. 789-791.

79. Kouskousis, B. Comparison between a simulated and measured image of a fibre Bragg grating / B. Kouskousis, N. M. Dragomir, С. M. Rollinson, S. A. Wade, D. J. Kitcher, S. F. Collins, A. Roberts, G. W. Baxter // ACOFT/AOS. -2006.

80. Smelser, C. W. High Temperature Stable Fiber Bragg Gratings in hydrogen loaded all-silica core Fiber / C. W. Smelser, D. Grobnic, St. J. Mihailov // OSA/FiO/LS/AO/AIOM/ COSI/ LM/SRS. 2009. - paper FTuD7.

81. Florea, C. Direct-write gratings in chalcogenide bulk glasses and fibers using a femtosecond laser / C. Florea, J. S. Sanghera, I. D. Aggarwal // Opt. Mat. -2008.-V. 30.-P. 1603-1606.

82. Варжель, С. В. Одноимпульсная запись и визуализация волоконных решеток Брэгга типа II / С. В. Варжель, А. В. Куликов, В. В. Захаров, В. А. Асеев // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. Т. 81.-№ 5.-2012.- С. 25-28.

83. Mills, J. D. Imaging of free-space interference patterns used to manufacture fiber Bragg gratings / J. D. Mills, W. J. Hillman, В. H. Blott, W. S. Brocklesby // Applied Optics. 2000. - V. 39. -№ 33. - P. 6128-6135.

84. Божков, А. С. Установка для исследования наведенного преломления в волоконных световодах при высоких температурах / А. С. Божков, С. А. Васильев, О. И. Медведков, М. В. Греков, И. Г. Королев // Приборы и техника эксперимента. 2005. - № 4. - С. 76-83.

85. Vasiliev, S. A. Annealing of UV-induced fiber gratings written in Ge-doped fibers: investigation of dose and strain effects / S. A. Vasiliev, О. I. Medvedkov, A. S. Bozhkov, E. M. Dianov // OSA/BGPP. 2003. - paper MD31.

86. Mahmoud, M. Tunable Fiber Bragg Gratings Modeling and Simulation / M. Mahmoud, Z. Ghassemlooy//Proc. of ANSS. -2003. paper 1080-241X.

87. Lancry, M. Isochronal Annealing of BG Written Either in H2-Loaded, UV Hypersensitized or in OIT-Flooded Standard Telecommunication Fibers Using

88. ArF Laser / M. Lancry, P. Niay, M. Douay, Ch. Depecker, P. Cordier, B. Poumellec // J. Lightwave Technol. 2006. - V. 24. - № 3. - P. 1376-1287.

89. Shi, J. Bandwidth-narrowed Bragg gratings inscribed in double-cladding fiber by femtosecond laser / J. Shi, Y. Li, Sh. Liu, H. Wang, N. Liu, P. Lu // Optics Express.-201 l.-V. 19.-№3.-P. 1734-1742.

90. Camlibel, I. Optical aging characteristics of borosilicate clad fused silica core fiber optical waveguides / I. Camlibel, D. A. Pinnow, F. W. Dabby // Appl. Phys. Lett. 1975. - V. 26. - № 4. - P. 185-187.

91. Ainslie, B. J. The design and fabrication of monomode optical fiber / B. J. Ainslie, K. J. Beales, C. R. Day, J. D. Rush // IEEE J. Quantum Electronics. -1981. V. QE-18. - № 4. - P. 514-522.

92. Inada, К. A new graphical method relating to optical fiber attenuation. / K. Inada // Optics Commun. 1976. - V. 19. - P. 437-439.

93. Варжель, С. В. Минимизация оптических потерь одномодовых световодов с высокой концентрацией Ge02 / С. В. Варжель, М. А.

94. Ероньян, И. К. Мешковский, В. Е. Стригалев // Сборник трудов X международной конференции «Прикладная оптика-2012». 2012. -С. 184-187.

95. Lefevre, H. The Fiber-Optic Gyroscope / H. Lefevre. London: Artech House, 1992.-313 p.