Волоконно-оптические устройства когерентных систем сбора, обработки и передачи информации тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

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 51 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

3.2. Аналоговый комплекс для исследования модовой структуры маломодовых и одномодовых световодов в ближней зоне

3.3. Структура модового поля и передаточные характеристики одномодовых волоконных световодов

3.4. Установка для исследования и цифровой обработки распределения яркости модового поля волоконных световодов в дальней зоне. ^

3.5. Аппроксимация пространственного распределения яркости модового поля Гауссовыми функциями

4. ИССЛЕДОВАНИЯ И ОПТИМИЗАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОДНОМОДОВЫХ ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДОВ

4.1. Исследования дисперсионных характеристик и солитонного режима распространения импульсов с помощью пикосекундной лазерной установки с 128 параметрической перестройкой длины волны излучения

4.2. Оптимизация дисперсионных характеристик одномодовых изотропных волокон

4.3. Оптимизация профиля показателя преломления

5. ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЛНОВОДНЫХ СТРУКТУР И ПОЛЯРИЗАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК АНИЗОТРОПНЫХ ОДНОМОДОВЫХ ВОЛОКОН.

5.1. Теоретические основы построения элементной базы на поляризационных эффектах когерентного излучения

5.2. Исследования поляризационных характеристик анизотропных одномодовых волокон и

1 fin аппаратура измерения двулучепреломления . 1DU

5.3. Обменные процессы поляризационных мод и степень сохранения поляризации в анизотропных одномодовых световодах . ^

5.4. Исследование влияния возмущающих воздействий на связь поляризационных мод в анизотропном волоконном световоде

5.5. Одномодовые оптические волокна с высоким двулучепреломлением и сохранением состояния поляризации излучения

5.6. Исследование поляризационной расстройки и поляризационной модуляции света под влиянием внешних воздействии . 1У

6. ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЛНОВОДНЫХ СТРУКТУР И ОПТИМИЗАЦИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ПАССИВНЫХ И АКТИВНЫХ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ КОГЕРЕНТНЫХ СИСТЕМ.

6.1. Волоконные соединения и устройства ввода излучения в волокно

6.2. Спектральные характеристики одномодовых волоконно-оптических разветвителей

6.3. Динамические характеристики волоконно-оптических модуляторов и переключателей

6.4. Оптимизация конструкции многоканальных разветвителей для многотерминальных систем передачи информации

6.5. Характеристики поляризующих волокон и волоконных поляризаторов

6.6. Оптически активные волоконные элементы изоляторы, вращатели Фарадея, модуляторы)

6.7. Квантовые усилители, ретрансляторы и лазеры на основе активных одномодовых волокон, легированных редкоземельными элементами

6.8. Волоконно-оптические устройства голографических систем записи и восстановления информации

В настоящее время, в связи с резким повышением требования к чистоте окружающей среды и контролю производственных процессов, происходит качественное улучшение параметров аппаратуры систем сбора, передачи и обработки экологической и технической информации. Увеличивается объём собираемой информации, повышается роль цифровых вычислительных машин, новых информационных технологий, а также аппаратуры широко используемых коммуникационных систем (телефонной, радио и телевизионной связи) в системах передачи и обработки данных. Потребовалось резкое увеличение количества и качества датчиков, объемов и скорости передачи данных, дальности передачи, повышения широкополосности и информационно-пропускной способности каналов.

В 90-е годы начали интенсивно развиваться локальные, региональные и глобальные вычислительные сети и системы на базе цифровых линий связи с использованием коаксиальных, радиорелейных и спутниковых радиоканалов. Цифровые каналы передачи данныхsвычислительных сетях требуют уменьшения вероятности возникновения и уровня перекрестных помех, снижения влияния электромагнитных наводок, увеличения функциональных возможностей систем коммутации, повышение надежностных и эксплуатационных характеристик при одновременном снижении веса, габаритов, энергопотребления и стоимости изделий.

Перечисленные требования привели к необходимости использования высоких, сверхвысоких и крайне высоких частот, а также использования оптического диапазона и волоконно-оптических каналов передачи информации. Эти тенденции хорошо отражены в трудах ведущих российских ученых - академиков: Басова Н.Г., Прохорова A.M., Котельникова В.А. , Гуляева Ю.В., Дианова Е.М. [1-6]; а также зарубежных ученых: Gauer Dj., Markuze R., Presby P. Mears R.G., Rashleigh S.C. и др. [8,16,17,20] Одновременно осуществлялся переход на новейшую элементную базу на основе интегральных полупроводниковых однокристальных моноблоков, больших интегральных схем (БИС) с высокой степенью интеграции и миниатюризации (акад. Алферов Ж. И., Hansperjer R., Irvin I., Robinson A.J. и др.) [1,4,5,6,12].

Особыми преимуществами для решения современных задач информационно-вычислительных систем и сетей имеет применение оптоволоконных линий связи и квантовых интегрально-оптических устройств[1-3]. Они удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к высокоскоростным цифровым каналам связи. Они также имеют хорошую совместимость с современными радиоканалами, радиоэлектронными и цифровыми устройствами на основе БИС[6,12]. Кроме того, оптоволоконные каналы имеют практически неограниченную широкополосность, закрытость информации от прослушивания и электромагнитных помех.

Последние достижения полупроводниковой квантовой электроники (акад. Басов Н.Г., Прохоров A.M., Алферов Ж.И.) [1,4,5] и одномодовой волоконной оптики (акад. Котельников В.А., Прохоров A.M., Дианов Е.М., Гуляев Ю.В.) [4,5], позволяют реализовать принципы когерентной оптической передачи и обработки информации. В когерентно-оптических приборах используется взаимодействие когерентных оптических волн и пучков, подчиняющихся законам волновой электродинамики и распространению радиоволн в пространстве. Для их описания применимы радиофизические принципы и методы обработки информации с применением методов нелинейной и статистической радиофизики, разработанных в работах акад. Хохлова Р.В. и проф. Ахманова С.А. и Чиркина А.С. [6,7] .

Применение интерференционного взаимодействия когерентных источников оптического излучения (одночастотных полупроводниковых лазеров), позволяет осуществить гетеродинный и гомодинный прием с переходом из оптического в радио диапазон (Григорянц В.В. , Моршнев В.А. , Францессон А.В.) [1,5]. Использование внутриимпульсной линейной частотной модуляции (ЛЧМ) лазерного излучения позволяет получить солитонный режим в оптическом волноводе с хроматической дисперсией, а также повысить чувствительность и разрешающую способность мультиплексированных и распределенных систем сбора информации. Механизм интерференционного взаимодействия волн аналогичен сжатию JI4M радиосигнала в согласованном фильтре на дисперсионной ультразвуковой линии задержки. Как и в радиотехнических системах, эти интерференционные взаимодействия дают возможность существенно повысить дальность передачи и увеличить широкополосность волоконно-оптических линий связи. Общие механизмы и волновые законы взаимодействия со средой позволяют считать когерентные системы радиооптическими и подчиняющимися законам радиофизики.

Переход на одномодовые волоконно-оптические линии связи и 'когерентные интегрально-оптические элементы позволил качественно улучшить характеристики отечественных технических средств связи и поднять их до уровня, не уступающего зарубежным [6] . В свою очередь, задача комплексной интеграции оптоэлектронных систем в современные телекоммуникационные системы типа "Интернет" требует коренного изменения принципов построения всей радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) и систем на её основе. Реализация программы комплексного подхода в создании Всероссийской информационно-вычислительной сети [5,6] позволит объединить её с глобальными спутниковыми и Европейскими волоконно-оптическими сетями и войти в международное глобальное информационное пространство в рамках сети "Интернет" и международной телефонной сети.

Волоконно-оптические системы сбора, обработки и передачи данных с удаленных объектов промышленных предприятий оказались наиболее эффективными там где высок уровень электромагнитных помех а также во взрыво- и пожароопасных условиях, где необходима искробезопасность[3,120].

Методы когерентной обработки информации, применение теории многомодовой и одномодовой интегральной оптики, а также принципов построения акусто-оптических (АО) и интегрально-оптических (ИО) вычислительных элементов привели к созданию схем и устройств обработки информации, совмещающих высокоскоростное аналогово-цифровые преобразования и спектральную обработку радиосигналов с последующей обработкой данных средствами вычислительной техники или систем управления [12,14,18,19]. Важной особенностью оптических систем обработки информации является возможность обрабатывать двумерные изображения (оптические изображения).

Процесс сближения радиофизических методов и радиотехнических решений с методами и решениями на основе когерентной интегральной и волоконной оптики позволяет говорить об успешном развитии нового научного направления известного как когерентная радиооптика [12,14,19]. В частности далее будут исследованы возможности применения в волоконно-оптических системах спектрального уплотнения каналов (мультиплексирование) в оптическом диапазоне с последующим разуплотнением (демультиплексирование) в радиодиапазоне; гетеродинный и гомодинный прием; использование внутриимпульсной линейной частотной модуляции с последующим "сжатием" и выделением сигнала на фоне помех в радиочастотном диапазоне; использование радиофизических методов в абсорбционной спектроскопии.

Несмотря на быстрое развитие радиофизических идей и методов когерентной волоконной оптики, развитие и внедрение когерентных систем сбора, передачи и обработки информации сдерживается из-за слабой разработки её отдельных элементов, слабой изученности физических механизмов и наличия надёжных технологий их изготовления. Ранее такие устройства как разветвители, поляризаторы, модуляторы и дефлекторы изготавливались в виде объёмных элементов или планарных структур. Первые имели большие объемы и вес, управлялись высокими напряжениями и токами. Это приводило к низкому быстродействию, большим энергозатратам, высокой стоимости, большим габаритам и весу приборов и устройств. Для систем с планарными структурами требовались дополнительные дорогостоящие согласующие устройства и элементы сопряжения с волоконными световодами, которые как правило, имели большие вносимые потери, высокую температурную нестабильность, подверженность влиянию внешних факторов (шумы, удары, вибрация). Технология их сложна и трудно воспроизводима.

Разработка когерентных волоконно-оптических систем передачи информации [5,6], оптических процессоров [19,25], специализированных вычислительных машин нового поколения[63], а также интегрально-оптических устройств для обработки радиосигналов и других быстропротекающих процессов[11] потребовала разработки специфической элементной базы .и новых технологии изготовления основных элементов. Исследования, приведенные в диссертации, показали, что многие пассивные и активные элементы когерентных систем могут иметь волоконно-оптическое исполнение. При этом сравнительно легко решаются проблемы интеграции волоконно-оптических датчиков, модуляторов, усилителей, ретрансляторов и аналого-цифровых преобразователей в единую волоконно-оптическую систему сбора, передачи и обработки информации. В большинстве случаев, волоконные элементы наиболее эффективны в больших локальных и региональных системах открытого доступа и высокоскоростных системах сбора информации и обмена данными.

Решение задач создания специализированной волоконно-оптической элементной базы когерентных систем потребовало разработки новых радиофизических методов исследования, теоретической проработки, поиска новых конструктивных решений, а также разработки нестандартных типов волокон целевого назначения. Комплексный подход и систематизация разработок позволили найти нетрадиционные пути решения проблем повышения дальности и информационно-пропускной способности систем при одновременном снижении их энергопотребления и стоимости.

Наиболее важной проблемой построения такой элементной базы была проблема создания промышленной технологии производства высококачественных оптических волокон, которая решалась, с участием автора, в НИИ

Электровакуумного стекла (НИИЭС). В начале были разработаны технологии изготовления изотропных одномодовых световодов с минимальными потерями и минимальной дисперсией [ 7 0", 71 ] . Одновременно создавалось уникальное оборудование и технология для производства оптических волокон с применением С02-лазеров [72,78,82,86].

Разработанные оборудование и технология позволили приступить к созданию анизотропных одномодовых волокон с сильным двулучепреломлением и высокой степенью сохранения состояния поляризации излучения[75-77, 91] . Следующим этапом было создание базовых волоконно-оптических элементов: разветвителей[92,93], разъемов[71], соединителей [121], поляризаторов[104], модуляторов [71] и волоконно-оптических датчиков[171].

На завершающем этапе была разработана технология изготовления оптических волокон, легированных редкоземельными элементами с целью создания, активных волоконно-оптических элементов: квантовых усилителей, ретрансляторов, лазеров с перестраиваемой частотой[117,118].

Наряду с созданием оборудования, технологии и конструкций волоконно-оптических элементов создавались уникальные радиофизические методы исследования процессов, волноводных и полевых структур, а также метрологическое оборудование. В частности, разработаны методы исследования реализаций сигналов обратного . релеевского рассеяния, модовых полей и передаточных характеристик световодов [70-77]. В последующем многие наработки этого направления послужили основой для создания волоконно-оптических чувствительных элементов и датчиковпреобразователей физических полей • и воздействий[71,119,120]. На их основе были разработаны волоконно-оптические системы контроля метана и вредных примесей в атмосфере шахт, горнодобывающих предприятий и предприятий нефтехимической промышленности[119 ] , а также лазерные и огттоэлектронные системы экологического мониторинга атмосферы городов с волоконно-оптическими сетями сбора информации[122]. б

Проведен ряд работ по исследованию электро- и магнитооптических эффектов в кристаллах и волоконно-оптических структурах[122]. На основе этих эффектов разработаны приборы контроля напряженности электрических и магнитных полей, а также напряженности ВЧ и СВЧ-полей[122]. Результаты теоретических исследований и разработок волоконно-оптических элементов для этих приборов вступили в стадию опытного производства и практических реализаций в радиотехнических системах, технике связи, сбора и обработки информации[122].

Материалы по этой тематике, ввиду новизны и приоритетности, в большей части остаются закрытыми как в России, так и за рубежом. Реализация всех технологических этапов создания волоконно-оптических элементов и систем, включая конструкции технологического и контрольно-измерительного оборудования, являются бережно охраняемыми «ноу-хау». В открытых публикациях, как правило, не содержится информации, необходимой для создания реальных устройств и комплексного решения проблем их создания.

Основные трудности изготовления волоконно-оптических элементов заключаются в разработке высокотемпературных технологий, высокоточной механической обработки и работы с особочистыми материалами. Технология их изготовления требует привлечения сложных технических решений и привлечения самых современных технических средств включая лазеры, ВЧ- и СВЧ- плазмохимические установки, вакуумные установки и установки физико-химической очистки при высоких и сверхнизких температурах.

В процессе наших разработок выполнялись все этапы, включая: теоретические исследования, инженерные расчеты, разработка и изготовление оборудования, проведение экспериментальных исследований, разработка конструкторской и технологической документации, разработка и внедрение опытно-промышленной технологии с проведением установочных партий и полным циклом испытаний изделий.

Проведенные радиофизические исследования волноводных структур, процессов и полей создали базу для разработки элементной базы когерентных волоконно-оптических систем сбора, передачи и обработки информации. По чувствительности, помехозащищенности, широкополосности и качеству передачи они значительно превосходят все существующие системы.

Начальная работа, в части разработки технологии и оборудования для изготовления оптических волокон, была выполнена автором в период с 197 9 по 1992 г. в НИИ Электровакуумного Стекла (НИИЭС) Министерства Электронной промышленности СССР. Там же разрабатывались конструкции оптических волокон с сохранением поляризации и активные волокна, легированные редкоземельными элементами. В 19921995 гг. работа автора велась в НИИ Гипроуглеавтоматизации, где разрабатывались элементы волоконно-оптической системы контроля метана, СО и С02 в шахтной атмосфере. Начиная с 198 6 г. проводились также работы в Московском Государственном Институте радиотехники, электроники и автоматики (МИРЭА), где автор вместе с сотрудниками кафедры Радиотехнических систем и устройств (РТУС) занимался разработкой радиофизических методов исследований и созданием волоконно-оптических элементов для обычных и когерентных ВОСП а также разработкой систем сбора и обработки информации на основе волоконно-оптических сенсоров. Совместно с сотрудниками ВНИИРТ и кафедры РТУС МИРЭА разрабатывались системы передачи телевизионных и СВЧ радиосигналов по оптическим одномодовым волокнам и кабелям длиной до 5 км. Для создания таких радиооптических систем с частотными и временным уплотнением каналов потребовались принципиально новые подходы и новая элементная база. Были разработаны новые конструкции волокон и волоконно-оптические элементы, обеспечивающие существенное улучшение характеристик аппаратуры, а также разработаны системы контроля параметров элементов и схем.

Проводившиеся автором (с соавторами) предварительные исследования и наработки [7 0-114] показали, что квантово-электронные устройства управления параметрами лазерного излучения и оптической обработки информации: разветвители, соединители, дефлекторы, усилители, ретрансляторы, модуляторы, поляризаторы, спектроанализаторы, мультиплексоры и др. элементы, могут найти широкое применение в ВОСП широкого назначения а также в системах сбора и обработки информации на основе волоконно-оптических датчиков. Проведенные работы по созданию электрооптических, магнитооптических и акустооптических датчиков-преобразователей физических величин показали их перспективность в таких системах. Существовавшие ранее датчики, несмотря на свои довольно хорошие характеристики обладали, тем не менее, техническими и функциональными недостатками. Они представляли собой массивные объемные структуры на основе кристаллов КДП, ДКДП, кварца, ниобата лития, танталата лития, барий-стронциевого ниобата и ряда других материалов. Они имели большие габариты и вес, минимальные управляющие напряжения составляли несколько сотен, а иногда и тысяч вольт. Переход на одномодовые волоконно-оптические элементы позволил создавать датчики интерференционного типа с характерными размерами чувствительных элементов несколько микрон с более высоким быстродействием и чувствительностью.

Из вышесказанного следует, что при создании научной и технической базы волоконно-оптических систем сбора передачи и обработки информации наиболее перспективно применение элементной базы основанной на принципах когерентной радиооптики, нелинейных квантово-оптических элементах и поляризационно-устойчивых оптических волокнах. Создание такой элементной базы требует радиофизических методов исследований, создания принципиально новой контрольно-измерительной аппаратуры, принципиально уникальных физико-химических технологий, использования лазерной техники и высокочистых материалов.

1. АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

Стремительное увеличение объёмов информационных потоков в современном обществе требует создания быстродействующих систем сбора, передачи и обработки информации. Наиболее эффективным способом решения этой проблемы является использование когерентных волоконно-оптических систем, которые характеризуются высокими скоростями передачи информации, возможностью спектрального уплотнения каналов, большой дальностью передачи, помехоустойчивостью, скрытностью и закрытостью каналов. Они полностью удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к высокоскоростным цифровым каналам связи. Они также имеют хорошую совместимость с современными радиоканалами, радиоэлектронными и цифровыми устройствами на основе БИС.

Достижения квантовой электроники и когерентной волоконной оптики позволили реализовать радиофизические принципы обработки информации с применением методов статистической и квантовой радиофизики, нелинейного оптического преобразования, интерференционных и поляризационных эффектов, использованием внутриимпульсной модуляции. Это позволяет существенно повысить чувствительность сенсорных элементов, увеличить дальность передачи, широкополосность и информационно-пропускную способность волоконно-оптических линий связи.

Переход на когерентные волоконно-оптические элементы, устройства и линии связи позволяет качественно улучшить характеристики отечественных технических средств сбора, передачи и обработки информации, обеспечивающих решение задач экологического контроля состояния атмосферы, радиационных, электромагнитных и оптических полей, и довести их до уровня современных требований.

Интеграция когерентных оптоэлектронных систем с современной радиоэлектронной аппаратурой позволит реализовать комплексного подход в создании контрольно-измерительной аппаратуры, систем экологического контроля и производственных систем контроля и управления. В последующем, отдельные системы могут быть подключены к Всероссийской информационно-вычислительной сети и объединены с глобальными спутниковыми и волоконно-оптическими сетями. Это даст возможность войти в международное информационное пространство объединяющее телефонные и телевизионные каналы а также цифровые сети, объединяющие глобальные гидрометеорологические и экологические наблюдения.

Методы . когерентной обработки информации, использование достижений теории и практики многомодовой и одномодовой волоконной оптики, а также принципов построения акусто-оптических (АО) и интегрально-оптических (ИО) измерительных и вычислительных элементов, привели к созданию схем и устройств обработки информации, совмещающих высокоскоростные аналогово-цифровые преобразования и спектральную обработку оптических и радиосигналов с применением вычислительной техники. Важной особенностью оптических систем обработки информации является возможноств обработки двумерных изображений (оптических изображений), а также акустооптической реализации быстрого преобразования Фурье и корреляционного анализа.

Новые достижения радиофизических методов и технических решений с методами и решениями на основе когерентной интегральной и волоконной оптики позволяет говорить об успешном развитии радиофизического направления - когерентной волоконной радиооптики. В диссертации показаны следующие возможности улучшения систем на основе радиофизических принципов когерентной радиооптики: создание высокочувствительных и широкодиапазонных интерференционных и поляризационных волоконно-оптических датчиков; спектральное уплотнение каналов (мультиплексирование) в оптическом диапазоне с последующим разуплотнением демультиплексирование) в радиодиапазоне; гетеродинный и гомодинный прием на основе дифракции и интерференции; использование внутриимпульсной линейной частотной модуляции с последующим "сжатием" и выделением сигнала на фоне помех в оптическом(солитонный режим) или радиочастотном диапазоне; использование радиооптических методов в абсорбционной спектроскопии для выявления вредных примесей в атмосфере.

Вместе с тем, следует отметить, что многие идеи и когерентной волоконной радиооптики остаются нереализованными из-за слабо разработанной методической и элементной базы. Недостаточно разработаны принципиально новые подходы в создании сенсорных систем.

Работы в этом направлении ведутся во всех передовых странах и соответствуют общемировым тенденциям развития принципиально новых, наукоёмких информационных технологий на базе достижений радиофизики, квантовой электроники и волоконной оптики.

2. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Разработка радиофизических методов исследования, обработки и представления информациии, раскрытие физической сущности механизмов, обеспечивающих создание базовых волоконно-оптических элементов и функциональных устройств высокоинформативных когерентных волоконно-оптических систем сбора, обработки и передачи информации на основе комплексного использования квантовых, поляризационных, интерференционных и нелинейных оптических эффектов с применением последних достижений радиофизики и оптоэлектроники.

3. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

При проведении исследований использован математический аппарат решения дифференциальных уравнений второго порядка в обыкновенных и частных производных, корреляционный и спектральный анализ, методы математической статистики, векторный и тензорный анализ, аппарат теории случайных процессов, теория связанных волн, методы геометрической и волновой оптики, методы статитистической радиофизики. В экспериментальных исследованиях применяли оптические и радиофизические методы с использованием серийных, аттестованных приборов. Обработку данных проводили на ЭВМ.

4. НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Разработаны научные и технические основы радиофизических методов исследования элементов .и функциональных устройств волоконно-оптических систем сбора, обработки и передачи информации, а также методов оптимизации оптоволоконных волноводных структур и способов их изготовления с применением лазеров и нелинейных оптических материалов.

2. Создан комплекс радиофизического оборудования и проведены исследования спектров вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) в многомодовых и одномодовых световодах, легированных бором и германием, с целью получения импульсных источников излучения с широким спектральным диапазоном, а также показана возможность их использования в радиофизических системах экологического контроля атмосферы.

3. Разработаны и исследованы элементы искро- и взрывобезопасной волоконно-оптической системы контроля метана, углеводородов и примесей вредных газов в атмосфере на основе -принципов когерентной радиооптики и лазеров с перестройкой частоты.

4. Создана экспериментальная аппаратура для исследования модовых структур и оптических полей световодов в ближней и дальней зоне, проведены исследования яркостных полей изотропных и анизотропных одномодовых световодов в различных спектральных диапазонах (в маломодовом и одномодовом режиме), получены аппроксимации гауссовыми кривыми яркостного распределения поля в одномодовом режиме.

5. Создана пикосекундная лазерная установка с перестраиваемым параметрическим преобразователем света на кристалле йодата лития и проведены исследования дисперсионных характеристик и солитонного режима распространения импульсов в одномодовых световодах с различными волноводными структурами.

6. Проведены теоретические и экспериментальные исследования распространения волн и обменных процессов в волноводных структурах с целью получения анизотропных поляризующих и сохраняющих поляризацию одномодовых световодов, созданы установки для исследования их поляризационных характеристик магнитным и акустическим методами, разработаны оригинальные конструкции анизотропных световодов.

7 . Проведены исследования волноводных структур изотропных и анизотропных одномодовых световодов и, на их основе, разработаны и внедрены методы изготовления изотропных световодов с низкими потерями и минимальной дисперсией, отличающиеся повышенной устойчивостью к внешним воздействиям.

8. На основе теоретических и экспериментальных исследований разработаны конструкции и приёмы изготовления ряда базовых волоконно-оптических элементов и устройств для когерентных систем сбора, передачи и обработки информации включая сенсорные волоконно-оптические элементы поляризационных датчиков-преобразователей напряженности электрических и магнитных полей.

5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РАБОТЫ

5.1. Впервые разработана научная, техническая и технологическая база для создания искро- и пожаробезопасных волоконно-оптических систем сбора, обработки и передачи информации на примере системы контроля содержания вредных газов и взрывоопасных примесей метана в атмосфере угольных шахтах.

5.2. Разработан и использован в работе ряда предприятий комплекс аппаратуры для исследования модовой структуры и яркостного распределения модового поля, динамических и поляризационных характеристик одномодовых волокон с сильным и слабым двулучепреломлением.

5.3. На АО НФ "ЗАВОД ЭЛЕКТРОПРОВОД" создана и внедрена установка и технология лазерной обработки поверхности кварцевых оптических заготовок перед вытяжкой световодов.

5.4. Разработана и внедрена на заводе при НИИЭС технология изготовления одномодовых световодов с минимальными потерями и дисперсией, устойчивых к внешним воздействиям по Техническим условиям ТХ0735.113ТУ, а также технология изготовления одномодовых световодов с сильным двулучепреломлением и высокой степенью сохранения состояния поляризации излучения (ТХ0735.132ТУ) (Акты внедрения прилагаются).

5.5. Разработана экспериментальная установка для изготовления сплавных разветвителей с применением лазерного нагрева и получены экспериментальные образцы одномодовых разветвителей с равномерным делением мощности и со спектральной избирательностью каналов.

5.6. Создана и внедрена на опытном заводе при НИИЭС установка и технология вытяжки кварцевых световодов с применением С02-лазера.

5.7. Разработанные и изготовленные под руководством и участии автора одномодовые оптические волокна и кабели длиной до 5 км и волоконно-оптические элементы обеспечили разработку во ВНИИРТ аппаратуры цифровой многоканальной передачи данных в режиме временного уплотнения типа "Телебит -5" и "Телебит-6" со скоростью передачи цифровой информации до 5 60 Мбит/с.

5.8. Результаты, полученные автором, используются в работе ряда предприятий а также в учебном процессе МИРЭА (ТУ) при чтении лекций, проведении лабораторных работ и дипломном проектировании.

6. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

6.1. Принципы создания искро- и пожаробезопасных волоконно-оптических систем сбора, обработки и передачи информации на примере систем контроля содержания вредных и взрывоопасных примесей в атмосфере, методы расчетов и экспериментальные результаты, связанные с созданием волоконно-оптических элементов и устройств когерентных систем сбора экологической и технической информации.

6.2. Методы исследования модовой структуры и распределения яркости оптических полей одномодовых световодов, методы аппроксимации двумерного распределения яркости гауссовыми кривыми, экспериментальные аспекты создания комплекса контрольно-измерительного оборудования для определения параметров волоконных световодов.

6.3. Методы и аппаратура, для экспериментальных исследований дисперсионных характеристик и солитонного режима распространения импульсов в одномодовых волоконных световодах с различной волноводной структурой, на основе импульсных пикосекундных лазеров с параметрическим преобразователем частоты в диапазоне 0,8 - 1,7 мкм.

6.4. Математические модели и экспериментальные исследования волновых процессов в анизотропных поляризующих и сохраняющих поляризацию одномодовых световодах, комплекс контрольно-измерительного оборудования и методы измерения параметров для исследования основных функциональных характеристик анизотропных одномодовых волоконных световодов с сильным двулучепреломлением и высокой степенью сохранения состояния поляризации излучения.

6.5. Принципы оптимизации волноводных структур, с целью создания изотропных одномодовых световодов с предельно низкими потерями и минимальной дисперсией устойчивых к внешним воздействиям, а также создания анизотропных одномодовых световодов с сильным двулучепреломлением и высокой степенью сохранения состояния поляризации излучения.

6.6. Методы расчета параметров и исследования характеристик пассивных, оптически активных и квантовых волоконно-оптических сенсорных элементов и функциональных устройств на основе изотропных и анизотропных одномодовых волокон, а, также волокон, легированных редкоземельными элементами.

7. ЛИЧНЫЙ ВКЛАД АВТОРА

Личный вклад автора состоит в постановке актуальных задач, разработке теоретических методов и принципиальных подходов их решения, в формулировке и решении конкретных технических и исследовательских проблем, в разработке научного обоснования исследований, в научном руководстве и личном участии при проведении теоретических и экспериментальных исследований. Автор непосредственно участвовал в разработке и создании когерентных волоконно-оптические систем экологического контроля шахтной атмосферы, лазерной техники и технологии изготовления оптических волокон и волоконно-оптических элементов, конструировании технологического и контрольно-измерительного оборудования, анализе и обобщении результатов. В диссертации использованы материалы ряда НИР и ОКР, где автор являлся научным руководителем, заместителем руководителя или ответственным исполнителем работ[30-35] . Ряд способов и устройств, предложенных автором, защищен авторскими свидетельствами и патентами[2-20, 3640, 52] .

8. АПРОБАЦИЯ

Основные результаты диссертации докладывались на конференциях и семинарах:

IV-ой Всесоюзной Конференции "Волоконно-оптические системы передачи информации", Москва, 198 4 г

V-ой Всесоюзной Конференции "Волоконно-оптические системы передачи информации", М., 1988 г

V-ой Всесоюзной школе-семинаре. "Проблемы совершенствования устройств и методов приёма, передачи и обработки информации", М, 1988 г., 11-м Всесоюзном научно-техническом семинаре "Применение волоконно-оптических систем передачи и обработки информации в энергетических комплексах", 1988, г. Севастополь.

Всесоюзной конференции "Волоконно-оптические преобразователи в приборостроении", 1989 г., г. Севастополь.

Всесоюзной конференции "Быстродействующие элементы и устройства волоконно-оптических и лазерных систем",1990 г., г. Севастополь.

51-ой и 52-ой Научной сессии PHT0 им. А.С. Попова, посвященной дню радио, 1997 г. и 1998 г., г. Москва. ряде отраслевых и межотраслевых семинарах, конференциях и выставках 1982-1999 гг., г. Москва. ряде научно-технических конференций МИРЭА в период 1985-1998 гг.

- научно-техническом семинаре секции "Оптоэлектро-ника и волоконно-оптические устройства" PHT0 им. А.С. Попова, 1997, 1999 г. Москва.

9. ПУБЛИКАЦИИ

Основные результаты диссертации содержатся в 2 8 опубликованных статьях и докладах, 23 авторских свидетельствах, 9 научно-технических отчетах, 2 учебных пособиях.

ВЫВОДЫ

1. Разработаны радиофизические методы исследования, принципы конструирования, методики расчетов и получены экспериментальные результаты, связанные с созданием волоконно-оптических элементов и устройств когерентных систем сбора, обработки и передачи экологической и технической информации.

2. Создана установка и разработан метод получения импульсного излучения с широким спектральным диапазоном на основе вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) в многомодовых и одномодовых световодах, легированных бором и германием, с целью выявления вредных примесей в атмосфере.

3. Разработаны теоретические и прикладные аспекты создания волоконно-оптических систем и сетей экологического контроля вредных примесей в атмосфере когерентными радиооптическими методами на примере волоконно-оптической системы контроля метана в атмосфере угольных шахт с использованием лазеров с перестройкой частоты.

4. Показаны преимущества волоконно-оптические датчиков и систем контроля метана в угольных шахтах взрывоопасных по газу и пыли, а также при добыче и переработке природного газа и углеводородов, в части взрыво- и пожаробезопасности с приведением опробованных схем, устройств, систем и конструкций датчиков.

5. Разработаны теоретические и прикладные аспекты создания чувствительных элементов волоконно-оптических систем контроля электрических и магнитных полей с целью выбора оптимальных конструкций датчиков-преобразователей для измерения токов и напряжений в электрических цепях, в том числе и высокочастотных.

6. Разработаны методики и созданы комплекты контрольно-измерительного оборудования для исследования модовой структуры и распределения яркости оптических полей одномодовых световодов.

7. Создана аппаратура для исследования дисперсионных характеристик и солитонного режима распространения импульсов в одномодовых световодах и разработаны методы исследования и оптимизации дисперсионных характеристик одномодовых волокон.

8. Создан комплекс контрольно-измерительного оборудования и методики для измерения параметров и поляризационных характеристик анизотропных одномодовых световодов с сильным двулучепреломлением и сохранением поляризации излучения.

9. Разработаны конструкция оптических волокон с гиперболическим профилем показателя преломления, обладающими предельно низкими потерями, устойчивостью к внешним воздействиям, минимальной дисперсией и оптимальными условиями ввода излучения.

10. Предложены оригинальные конструкции, методики расчета параметров и технологические приёмы изготовления одномодовых оптических волокон с высокой степенью анизотропии и сохранения поляризации.

11. Рассмотрены теоретические и практические аспекты разработки волоконно-оптических элементов и устройств когерентных систем передачи информации с частотным уплотнением каналов, а также элементов голографических систем хранения, передачи и обработки информации.

12. Предлагаемые в диссертации волоконно-оптические элементы когерентных систем, контрольно-измерительное оборудование и способы изготовления, могут успешно применяться при создании современных многоканальных и широкополосных ВОСП, а также в системах экологического и технологического мониторинга.

ЗАКЛЮЧЕНЕ

Основным результатом настоящей диссертационной работы является разработка радиофизических методов исследования базовых элементов и устройств когерентных волоконно-оптических систем сбора и обработки информации, а также принципов построения важнейших элементов и устройств. Разработан ряд стендов и проведены экспериментальные исследования характеристик элементов и систем.

Принципы построения волоконно-оптических систем сбора и обработки информации опробованы на лабораторных макетах систем экологического контроля атмосферы угольных шахт, совмещающих сбор производственно-технической информации.

В соответствии с выше изложенным, в настоящей работе получены следующие новые результаты:

- разработаны принципы построения и исследованы волоконно-оптические системы контроля метана, углеводородов и примесей вредных газов в атмосфере на основе принципов когерентных радиооптических систем и лазеров с перестройкой частоты, а также поляризационные волоконно-оптические датчики-преобразователи напряженности электрических и магнитных полей;

- созданы установки для исследования модовых оптических полей световодов и проведены экспериментальные исследования полей маломодовых и одномодовых световодов, позволившие разработать методы определения основных функциональных параметров и характеристик изотропных и анизотропных одномодовых световодов;

- создана установка для исследования дисперсионных характеристик и солитонного режима распространения импульсов в одномодовых световодах проведены исследования и разработаны методы оптимизации дисперсионных характеристик;

- разработаны методы изготовления одномодовых световодов с предельно низкими потерями и минимальной дисперсией, устойчивые к внешним воздействиям, а также технологии изготовления одномодовых световодов с сильным двулучепреломлением и высокой степенью сохранения состояния поляризации излучения;

- разработаны методы создания и проведены исследования базовых волоконно-оптических элементов для когерентных датчиков, систем связи и голографических систем (соединителей, разъемов, разветвителей, поляризаторов, устройств ввода-вывода и коллимирования излучения);

- исследованы спектры вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР) многомодовых и одномодовых световодов, легированных бором и германием.

На основе опыта разработки и исследования волоконно-оптических элементов когерентных систем можно предложить следующие перспективные направления в области создания волоконно-оптические систем сбора, передачи и обработки информации:

- разработка когерентных распределенных сенсорных волоконно-оптических систем с использованием солитонного режима распространения импульсов;

- разработка портативных устройств голографической записи, считывания и обработки информации на основе одночастотных полупроводниковых лазеров и одномодовых волокон;

- разработка волоконно-оптических устройств обработки быстропротекающих процессов (спектроанализаторы, корреляторы, аналого-цифровые преобразователи, согласованные фильтры радиосигналов);

- создание устройств обработки и передачи двумерных изображений в виде Фурье образов;

- создание радиооптических устройств обработки радиолокационных и видеосигналов на основе волоконно-оптических линий задержки;

- создание волоконно-оптических элементов виртуальной и энергонезависимой магнитооптической памяти большой информационной емкости для высокоскоростных ЭВМ;

- разработка волоконно-оптических систем непрерывного мониторинга атмосферы и контроля экологической обстановки.

1. Под ред.акад. В.А.Котельникова Проблемысовре-менной радиотехники и электроники. М., Изд."Наука", 1990

2. Евтихиев Н.Н., Засовин Э.А., Мировицкий Д.И. Волоконная и интегральная оптика в информационных системах. М., МИРЭА, 1987

3. Корнеев Г.И., Красюк Б. А. Оптические системы связи и световодные датчики. М., "Радио и связь", 1985

4. Андрушко JI.M., Саттаров Д.К., Черенков Г.А. и др. Волоконно-оптические линии связи. Справочник. Киев, "Тэхника", 1988

5. ШереметьевА.Г. Когерентная волоконно-оптическая связь. М., "Радио и связь", 1991, 190 стр

6. Евтихиев Н.Н., Каринский С.С., Мировицкий Д.И. Когерентно-оптические устройства передачи и обработки информации. М., МИРЭА, 1992

7. Ахманов С.А., Дьяков Ю.Е., Чиркин С. А. Введение в статистическую радиофизику и оптику. М., "Наука", 1991

8. Rashleigh S.C. Origins and control of polarization effects in single-mode fibers. J. of lightwave technol, 1989, v.LT-I, N2, p.312

9. Беланов А.С., Дианов E.M., Кривенков В.И. Волоконные световоды с устойчивой поляризацией излучения. Ж."Квантовая электроника", 1994, т.11, N6

10. Азам Р.Н., Башара Н.М. Эллипсометрия и поляризованный свет. М., "Мир", 1992

11. Грудинин А.Б. Когерентные и поляризационные свойства излучения в одномодовых волоконных световодах. Диссертация к.ф.-м.н., М., ИОФАН, 1995

12. Хансперджер Р. Интегральная оптика. М., "Мир", 1995

13. Окоси Т. и др. Волоконно-оптические датчики. JI., "Энергоатомиздат", 1990

14. Евтихиев Н.Н., Засовин Э.А., Мировицкий Д.И. и др. Волоконно-оптические информационные системы. Сб. Итоги науки и техники. АН СССР, т.1, ВИНИТИ,19 90

15. Берикашвили В.Ш., Каринский С. С. Оптические волокна, активированные редкоземельными элементами. Ж."Зарубежная радиоэлектроника". 1992, N6,стр.35-75.

16. Stolen R.H., De Paula R.P. Singl mode fiber components. Proc. of IEEE, 1992, т.75, N11, , p.66.

17. Mears R.G. Optical fibers, lasers and amplifiers. Ann. Inst, of Cemical Engineers, New-York, 1987

18. Семенов А.С., Смирнов B.JI., Шмалько А.В. Интегральная оптика для систем передачи и обработки информации. М., "Радио и связь", 1990

19. Акаев А.А., Майоров С. А. Оптические методы обработки информации. М., "Высшая школа", 1988

20. Tailor H.F. Application of Guided- wive optics in signal processing and sensing. Proc.ofthe IEEE. 1989,11, v.75.

21. Бусурин В.И., Носов Ю.Р. "Волоконно-оптические датчики". «Энергоатомиздат», 1990.

22. Физические величины. Справочник. Энергоатомиздат., М,1991

23. Евтихиев Н.Н., Засовин Э.А., Мировицкий Д.И. Волоконно-оптические преобразователи в системах передачи информации. В кн. "Итоги науки и техники. Оптическая связь", ГКНТ РАН, т. 8 , М, 1991 , стр. 24-10938.

24. Каминов А.П., Маркузе Д., Пресоби Х.М. Оптические волокна для линий связи. ТИИЭР, т.65, № 10, с. 49-53, 1988

25. Дианов Е.М. В кн. Справочник по лазерам т. 2. Пер.с англ.под ред. А.М.Прохорова, М., "Сов.радио", 1988

26. D.Kuppers, H.Zyctin In Tech.Dig., Int.Gonf. Integrated Optics, Optical Fiber Communication, 1989, p. 319.

27. Голант K.M. Волоконные световоды с малыми потерями, сформированные плазмохимическим осаждением кварцевого стекла в СВЧ-разрядах. Дисс. докт. ф.-м. наук., М., ИОФ РАН, 1996, 54с.

28. Блинов JI. М., Фирсов В.М. и др. В сб. Состояние и перспективы повышения технического уровня производства и качества изделий из стекла для приборов электронной техники. М., №71. техника, Серия 6, МЭП, 1990.

29. Dianov Е.М., Golant К.М., Khrapko R.R., Tomashuk A.L. Nitrogen doped silica core fibers: a new tipe of radiation-resistant fibre. "Elektron Lett.", 1995, v.31, N 17, p.1490-1491.

30. Fujiwara К., Yashioha, U.Hosnikawa 9- th European Conf. on Optical Fiber Communication, Munchen, 1997, pp. 15-17.

31. Гауэр Дж. Оптические системы связи. М., "Радио и связь", 1989

32. Fleming I.W., 3-rd Intern. Conf. on Integrated Optics and Optical Fiber Communication, 1991, No.27-29, pp.98-100.

33. Black f.W. Manufacture testing and installation of rugged fiber-optic cable. New-York, 1987 .

34. Jaeger R.E. Amer. ceramic Soc. Bull. 1989, v. 55. No.3, pp.270-273,.

35. Белов А.В», Бубнов M.M. к др. Ж."Квантовая электроника". 1988, т. 5, и 9, с. 2064 2065.

36. Ochrie R.G. Laser drawing optical fiber. "Applied Optics". 1989,v.18, lfo.14.

37. Paek U., Spainhour G.D., Schroeder Ch.M. Amer. Ceram. Soc. Bull. 1990, v. 59, Uo.6, pp. 630634 .

38. T.D.Dudderar, J.A.Gilbert, A.J.Bochnlein. Achieving stability in remote holography using flexible single mode image bundles. Appl. Optics, 1993, v.22, p.1000

39. A.J.Bjelkhagen. Pulsed fiber holography. A new technique for hologram interferometry. Opt. Engen. 1995, v.24, p.645.

40. J.D.C.Jones, M.Corke, F.D.Kersey, D.A.Jackson. Single mode fiber optic holography. J. Phus. E: Sci. Instrum. 1994, v.17, p.271

41. Берикашвили В.Ш., Мировицкий Д.И., Языджи А. В. Модовая структура волокон, сохраняющих поляризацию. Ж. "Радиотехника", 1990, №9.

42. J.D.Muhs, Р.A.Leelabady, M.Corke. Fiber optic holography employing multiple beam fringe stabilization and object reference beam intensity variability. Appl. Opt., 1988, v.27, p.37.

43. V.Ramaswamy, W.G.Frenh, R.D.Standley. Polarization characteristics of noncircular core single-mode fibers. Appl. Optics. 1988, v.17, №18, p.3014.

44. V.Ramaswamy, R.A.Stolen, M.D.Divino, W.Pleilel. Birefringence in elliptically clad borosilicate single-mode fibers. Appl. Optics. 1988,чЛ1, №24, p.4080.

45. Грудинин А.Б., Дианов Е.М., Данков Г.Л., Неуструев В.Б. Влияние структуры анизотропных ОВС на сохранение линейной поляризации излучения. Радиотехника. 1988, №8, с.85.

46. W.A.Gambing, D.N.Payne, A.Matsumura, R.B.Dyott. Routine characterization of single mode fiber. Electron. Lett. 1996, v.12, №21, p.546.

47. D.Marcuse. Loss analisis of single-mode fiber splices. The Bell system technical Jornal. !987, v.56, №5, p.705.

48. R.B.Dyott, J.R.Cozens, R.D.Morris. Preservation of optical fiber wiveguides with elliptical cores. 1989, v.15, №5, p.380.

49. Хасэгава А., Кодама Ю. Передача сигналов оптическими солитонами в одномодовом волокне. ТИЭР, 1991, т.69, №9, стр. 57-63

50. Данелюс Р., Пискарскас А., Сируткайтис В. Параметрические генераторы света и пикосекундная спектроскопия, и др.— Вильнюс: Мокслас, 1993, с.185

51. Аракелян С.А., Гюзалян Р.И., Согомонян С. Б. Расширение пределов измерения длительности одиночных ультракоротких импульсов методом пучка второй гармоники с помощью неоднородных плоских волн.— Изв. АН СССР. Сер. физ., 1994, т. 48, № 3, с. 569-572.

52. Мировицкий Д.И. Оптические многоканальные разветвители и объединители. Ж. "Измерительная техника". 1990, № 12.

53. Берикашвили В.III., Гордеев А. А., Горчаков А.П., Жилинский А.П. Биконические ответвители, сплавленные С02-лазером. Ж. "Электросвязь", 1990, №12 .

54. Мировицкий Д.И., Грачёв Д. Д. Экспериментальные исследования оптических многоканальных гибридных разветвителей-объединителей. Ж. "Измерительная техника". 1991, № 10 , стр. 31-34

55. Мировицкий Д.И., Козлова Н.Д. Волоконно-оптические датчики. Сб. "Радиотехника. Тенденции и развитие", 1990, НИИЭИМ, №11.

56. Мировицкий Д.И. Мультиплексированные системы волоконно-оптических физических величин. Ж. "Измерительная техника". 1992, № 1, стр. 40.

57. Мировицкий Д.И. Распределенные и квазираспределённые волоконно-оптические датчики. Ж. "Измерительная техника". 1991, № 12, стр. 43-45

58. Мировицкий Д. И. , Засовин Э.А. Измерения параметров волоконно-оптических систем передачи информации и данных. Ж. "Измерительная техника". 1991, № 10, стр. 26-28

59. Евтихиев Н.Н., Мировицкий Д.И. Когерентно-оптические волноводные устройства передачи, обработки и хранения информации. Ж. "Радиотехника" . 1991, № 11, стр. 6979

60. Засовин Э.А., Мировицкий Д. И. Системы передачи информационных данных. Ж. "Измерительная техника". 1991, № 10, стр. 26-27

61. Мировицкий Д. И. Волоконно-оптическое устройство синхронизации. Авт. Св. № 10781830 от 15.08.92

62. Мировицкий Д.И. Волоконно-оптическое устройство управления фазированной антенной решеткой. Авт. Св. № 1755347 А-1 от 16.08.93

63. Мировицкий Д.И., Завитневич Ю.В., Сахаров В.К. Устройство для изготовления световолоконных разветвителей. Авт. Св. № 1369543 А-1 от 22.09.87

64. Берикашвили В.Ш. Аппроксимация процессов с помощью условных моментов в относительном масштабе времени. Изв. АН СССР, "Техническая кибернетика", 1973, №6, стр. 134-142

65. Берикашвили В.Ш., Кузнецов А.Г., Саввин А. Б. Аппроксимация сигнала и его производных при наличии помех. В сб. "Математические методы в биологии и медицине", Вып.2, Изд. Мин. Здравоохранения СССР, 1969

66. Мировицкий Д.И. Комплексный коэффициент передачи СВЧ поднесущей многомодовых световодов. Ж. "Радиотехника", 1990, №3, стр. 68-70

67. Григорьянц В.В., Иванов Г.А., Чаморовский Ю.К. Одномодовые волоконные световоды. Сб. Итоги науки и техники. Связь, т.2, ВИНИТИ, 1998.

68. Исследование коэффициентов спектрального поглощения загрязнителей атмосферы с целью составления каталога. НТО ВНИИАП, Киев, 1987.

69. Hirst В., Gillespie S., at all. Optical sensors to gas detection. "Phusics World.",UK, 1998, №8, p.37-40.

70. Берикашвили В.Ш. Блинов JI.M. Фирсов B.M. Применение СВЧ-плазмы и С02-лазера. для получения волоконных световодов. Ж."Электронная техника". 198 6, Сер.6, Вып.8, стр.51.

71. Берикашвили В.Ш., Петрунькин В.Ю., Селищев А. В., Щербаков А. С. Исследование солитонного режима распространения сверхкоротких оптических импульсов в одномодовом волоконном световоде. Ж "Электронная промышленность", 1987, №6, стр 71-73.

72. Берикашвили В.Ш., Гармыш К.А., Семенов А. Т Волоконно-оптический датчик угловых перемещений. Ж."Спец.электроника" Сер.11 Лазерная техника и оптоэлект-роника".Вып.2 1987 №16, стр.19-29.

73. Берикашвили В.Ш., Алфёров Б. И. Гесслер М.Н. Динамические характеристики переходных процессов при вытяжке кварцевых световодов с применением лазерного нагрева. Ж. "Электронная техника" 1985, Сер.6, Вып.12, стр.50.

74. Берикашвили В.Ш., Березин Ю.Д. Световодные инструменты для лазерной терапии. Ж. "Медицинская техника". 1985, №6 , стр. 42-43.

75. Берикашвили В.Ш. Аппроксимация процессов с помощью условных моментов в относительном масштабе времени. Ж. "Известия АН СССР. Техническая кибернетика" 1973, №6.

76. Берикашвили В.Ш. Световоды, сохраняющие поляризацию излучения. Ж. "Электронная промышленность". 1988, вып 8/166/, стр.39-41

77. Берикашвили В.Ш., Горбачев О.В., Жилинский А. В Измерение модового поля в одномодовых световодах методом сканирования. Ж. "Электросвязь". 1988, № 8, стр.21-24.

78. Берикашвили В.Ш. Лорьян P.P. Николаев Л.В. Одномодовое оптическое волокно с сохранением поляризации за счет эллиптической сердцевины. Ж "Радиотехника" 1989, №10, стр.81-83.

79. Берикашвили В.Ш., Блинов Л.М., Фирсов В.М. Способ получения оптического волокна. Авт. свидетельство №869225, 14.05.1981

80. Берикашвили В.Ш., Ливенцев B.C. Лахина С. А. Устройство для изготовления оптического волокна. Авт.свид. №946151, 23.03.1982.

81. Берикашвили В.Ш., Гуровский А.В., Рязанцев В.В. Способ изготовления волоконных световодов. Авт. свидетельство №1061413 от 15.08.83.

82. Берикашвили В.Ш., Лахина С.А., Ходаковский М.Д. Устройство для изготовления волоконных световодов. Авт. свидетельство №1069316 от 22.09.83 Приор. 12.02.82.

83. Берикашвили В.III. и др. Способ одностадийного непрерывного получения оптического волокна с полимерным отражающим покрытием Авт. свидетельство №1056593 от 22.07.83 Приор. 07.04.82.

84. Берикашвили В.Ш. и др. Устройство для изготовления кварцевых оптических волоконных световодов. Авт. свидетельство №1066180 от 08.09.83 Приор. 07.04.82

85. Берикашвили В.Ш., Лахина С.А. Способ изготовления оптического волокона. Авт. свидетельство №1203841 от 08.09.85 Приор. 13.04.83.

86. Берикашвили В.Ш. и др. Способ производства стекловолоконных световодов. Авт. свидетельство №1215311 от 01.11.85 Приор. 23.08.84

87. Берикашвили В.Ш., Горбачев О.В., Горчаков А. П. Акустическо-эмиссионный метод контроля дефектообразования в волоконных световодах. Ж "Дефектоскопия", 1989, №9, стр.15-18.

88. Берикашвили В.Ш., Лорьян P.P. Способ изготовления оптических заготовок стекловолоконных световодов. Авт. свидетельство №135003 от 08.07.87 Приор. 12.06.85.

89. Берикашвили В.Ш. Одномодовый волоконный световод устойчивый к изгибам. Авт. свидетельство №1336756 от 08.05.87 Приор. 28.01.86.

90. Берикашвили В.Ш. Одномодовый волоконный световод со смещенной дисперсией. Авт. свидетельство №1336757 от 08.05.87 Приор. 28.01.86.

91. Берикашвили В.Ш. и др. Способ изготовления оптического волокна с двулучепреломлением. Авт.свидетельство №1594890 от 22.05.90. Приор. 07.06.88

92. Берикашвили В.Ш. Горчаков А.П. Жилинский А.П. Спектральное разделение каналов в волоконных ответвителях. Тез. докл. на конф. "Интегральные оптич. сети связи" Ленинград, 23.05.89.

93. Берикашвили В.Ш. и др. Биконические ответвители, сплавленные С02-лазером. Ж. "Электросвязь" 1990, №12, стр21-23.

94. Берикашвили В.Ш, Кузнецов А.В., Саввин А. Б. Аппроксимация сигнала и его производных при наличии помех . В сб. "Математические методы в биологии и медицине" Вып. 2, М, МЗ СССР, 1969.

95. Берикашвили В.Ш. и др. Исследование режимов работы, разработка и изготовление устройства для вытяжки световодов с применением лазерного нагрева. Научно-техн. отчет № 1119 по ОКР "Прогресс", НИИЭС, М., 1980.

96. Берикашвили В.Ш. и др. Разработка лабораторной техноло-гии получения заготовок световодов с потерями не более 15 дБ/км с использованием СВЧ плазмохимической установки. Научно-техн. отчет № 1183, по НИР "Неман", НИИЭС, М., 1980

97. Берикашвили В.Ш. (научный руководитель) и др. Разработка лабораторной установки и опытной технологии для вытяжки световодов типа "кварц-полимер" с применением лазерного нагрева. НТО №1291, НИИЭС, М., 1981.

98. Берикашвили В.Ш., Блинов Л.М, Фирсов В.М. Способ изготовления волоконных световодов. Авт. свидетельство №1104808 от 22.03.84 Приор. 15.04.83.

99. Берикашвили В.Ш. (научный руководитель) и др. Разработка и внедрение промышленной технологии изготовления одномодовых световодов для волоконно-оптического кольцевого интерферометра. НТО №1571 НИИЭС, М, 1984.

100. Берикашвили В.Ш., Лорьян P.P., Фирсов В.М. Способ изготовления одномодовых стекловолоконныхсветоводов с устойчивой поляризацией. Авт. свидетельство №1228433 от 03.01.86 Приор. 21.12.84.

101. Берикашвили В.Ш. Одномодовый волоконный световод с поляризационной селекцией. Авт. свидетельство №1364033 от 01.09.87 Приор. 28.01.86

102. Берикашвили В.Ш. (научный руководитель) и др. Разработка одномодового световода для датчиков акустического давления и высокоскоростных линий связи. НТО №1583 НИИЭС, М, 1985.

103. Берикашвили В.Ш. Волоконно-оптический поляризатор. Авт. свидетельство №1579257 от 15.03.90 Приор. 19.08.88.

104. Берикашвили В.Ш. Одномодовый волоконный световод с двулучепреломлением. Авт. свидетельство №1619905 от 08.09.90 Приор. 25.12.86.

105. Берикашвили В.Ш., Гнатюк Л.Н., Фирсов В.М. Способ изготовления стекловолокна с плоской оболочкой. Авт. свидетельство №1676200 от 08.05.91.

106. Берикашвили В.Ш., Кузюшкина А.В., Шербакова Н.А. Устройство для ввода излучения полупроводникового лазера в одномодовое оптическое волокно. Авт. свидетельство №1714558 от 22.10.91 Приор. 09.02.91.

107. Берикашвили В.Ш. Блинов JI.M Лебедев А. П. Способ получения волоконных световодов. Авт. свидетельство №1716734 от 02.11.91 Приор. 09.02.90

108. Берикашвили В.Ш. и др. Способ измерения хроматической дисперсии одномодовых волоконных световодов и устройство для его осуществления. Авт. свид. №1722148 от 22.11.91 Приор. 22.11.91.

109. Берикашвили В.Ш., Березин Ю.Д., Лазо В. В. Разработка методов лазерной терапии на основе оптических волокон. Ж. Болезней уха, горла и носа. 1986, №5, стр. 61-63.

110. Берикашвили В.Ш. и др. Применение С02-лазера в производстве волоконных световодов. Доклад на IV Всесоюзной конф. "Световодные системы связи и передачи информации", Секц.2, М.1984.

111. Берикашвили В.Ш., Заяц А.И., Лорьян P.P. Осаждение диоксида кремния на торцевую поверхность при изготовлении заготовок оптического волокна. Ж. "Спец. электроника" сер. 6, Вып.6, 1988, стр.21-26

112. Берикашвили В.Ш., Гвадалупе В.Л., Козлов М.Н., Колбин И.И., Черемискин И.В., Чехлова Т.К.

113. Видеодиагностика геометрических параметроводномодовых волоконных световодов. Тезисы докл. V Всес. конф. "Световодные системы связи и передачи информации" Секц.7 "Контрольно-изм. аппаратура". М., ВНИИКП, 198 9.

114. Берикашвили В.Ш. и др. Видео диагностика геометрических параметров одномодовых оптических волокон. Ж."Электросвязь" №10, 1990, стр22-23

115. Берикашвили В.Ш. Длина волны отсечки высших мод в одномодовых волокнах. Ж. "Электросвязь" 1990, №6, стр.2 4 Депонир. в ЦНИТИ Информсвязь №1962

116. Берикашвили В.Ш., Мировицкий Д.И., Языджи А.В. Исследование модовой структуры в одномодовых волокнах, сохраняющих поляризацию за счет эллиптической сердцевины. Ж "Радиотехника" 1990,№9, стр.81-85 .

117. Берикашвили В.Ш., Гапонцев В.П., Заяц А.И., Лорьян P.P. Одномодовые и многомодовые кварцевые световоды, легированные редкоземельными элементами. Труды Всес. конф. "Волоконная оптика -90" М, 1990

118. Берикашвили В.Ш. Каринский С. С. Усилители, лазеры и фильтры на основе кварцевых волокон, легированных редкоземельными элементами. Ж."Зарубежная радиоэлектроника" М.,ВНИИРТ, 1992, №7, стр.80-99

119. Берикашвили В.Ш., Мировицкий Д.И., Евтихиев Н.Н. Оптоволоконная система контроля атмосферы на основе вынужденного комбинационного рассеяния. Ж. "Приборы и системы управления" 1997, №3, стр. 6-10.

120. Берикашвили В.Ш., Мировицкий Д. И. Волоконно-оптические датчики-преобразователи параметров электромагнитных полей. Ж. "Датчики и системы", 1999, №1.

121. Берикашвили В.Ш., Белогуров Д.А., Хиврин М.В. Устройство для соединения волоконно-оптических световодов. Патент РФ № 2104569 от 10.02.1998.