Анализ ввода оптического сигнала «О»-диапазона через согласующее стандартное одномодовое волокно в градиентный многомодовый световод с центральным габаритным дефектом профиля показателя преломления

Анализ ввода оптического сигнала «О»-диапазона через согласующее стандартное одномодовое волокно в градиентный многомодовый световод с центральным габаритным дефектом профиля показателя преломления

Автор: Бурдин Антон Владимирович, Бурдин Владимир Александрович, Дмитриев Евгений Владимирович, Демидов Владимир Витальевич, Дукельский Константин Владимирович, Жуков Александр Евгеньевич, Минаева Алина Юрьевна, Прапорщиков Денис Евгеньевич, Тер-Нерсесянц Егише Вавикович

Журнал: Инфокоммуникационные технологии @ikt-psuti

Рубрика: Технологии телекоммуникаций

Статья в выпуске: 4 т.14, 2016 года.

Бесплатный доступ

В работе представлены результаты теоретического анализа перераспределения мощности оптического сигнала, возбуждаемого когерентным источником излучения в «О»-диапазоне длин волн, пигтелированного стандартным одномодовым оптическим волокном рек. ITU-T G.652, между направляемыми модами кварцевых градиентных многомодовых волоконных световодов с габаритным технологическим дефектом профиля показателя преломления в центре сердцевины.

Маломодовый режим передачи сигнала, дифференциальная модовая задержка, многомодовые оптические волокна, градиентный профиль показателя преломления, технологический дефект профиля, возбуждение мод высших порядков, радиальное смещение, угловое рассогласование

Еще

Короткий адрес: https://sciup.org/140191846

IDR: 140191846   |   DOI: 10.18469/ikt.2016.14.4.02

Список литературы Анализ ввода оптического сигнала «О»-диапазона через согласующее стандартное одномодовое волокно в градиентный многомодовый световод с центральным габаритным дефектом профиля показателя преломления

  • Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линий связи. М.: ЛЕСАРарт, 2003. -288 с.
  • Смирнов И.Г. Структурированные кабельные системы: проектирование, монтаж и сертификация. М.: Экон-Иноформ, 2005. -360 с.
  • Семенов А.Б. Волоконно-оптические подсистемы современных СКС. М.: Академия АйТи; ДМК Пресс, 2007. -632 с.
  • Roberts C., Ellis R. Fiber selection and standards guide for premises networks//Corning White Paper, 2013. -8 p.
  • Irujo T. OM4 fiber -the next generation of multimode fiber. FOLS Webconference materials, 2010//URL: http://www. fols.org/fols_library/archived_webvonferences/index.cfm
  • Bottacchi S. Multi-Gigabit transmission over multimode optical fibre. Theory and design methods for 10GbE systems. West Sussex: John Wiley & Sons Ltd., 2006. -654 p.
  • Бурдин А.В. Маломодовый режим передачи оптических сигналов по многомодовым волокнам: приложения в современных инфокоммуникациях. Самара: Изд. ПГУТИ, 2011. -274 с.
  • Бурдин А.В., Федоров А.А., Кафарова А.М., Минаева А.Ю., Серегина Ю.А. Результаты экспериментальной апробации интерферометрической схемы регистрации внешних механических воздействий на многомодовое оптическое волокно, функционирующее в маломодовом режиме//Материалы XIII МНТК «Физика и технические приложения волновых процессов»: материалы конференции. Казань, 2015. -С. 195-197.
  • Kafarova A.M., Faskhutdinov L.M., Kuznetzov A.A., Minaeva A.Yu., Sevruk N.L., Nureev I.I., Vasilets A.A., Bourdine A.V., Morozov O.G., Burdin V.A. Quasi-interferometric scheme improved by fiber Bragg grating for detection of outer mechanical stress influence on distributed sensor being silica multimode optical fiber operating in a few-mode regime//Proceedings of SPIE. Vol. 9807, 2016. -P. 98070K-1 -98070K-13. doi: 10.1117/12.2234567
  • Бурдин А.В., Дмитриев Е.В., Прапорщиков Д.Е., Севрук Н.Л. Применение кварцевых многомодовых волоконных световодов с габаритным центральным дефектом профиля показателя преломления в распределенных сенсорах волоконно-оптических датчиков на базе маломодовых эффектов//Прикладная Фотоника. Т.3, №3, 2016. -С. 252-279.
  • Шереметева А.Ю., Кафарова А.М., Севрук Н.Л., Евтушенко А.С., Царёв А.А. Исследование влияния типа центрального дефекта профиля показателя преломления многомодовых оптических волокон при внешнем механическом воздействии на импульсный отклик маломодового сигнала, регистрируемого на выходе квази-интерферометрической схемы//Материалы МНТК молодых ученых, аспирантов и студентов «Прикладная электродинамика, фотоника и живые системы» (ПРЖЭФС -2016). Казань, 2016. -С. 224-226.
  • Бурдин А.В., Василец А.А., Бурдин В.А., Морозов О.Г. Распределенный сенсор на многомодовых оптических волокнах, дополненных волоконной решеткой Брэгга, функционирующих в маломодовом режиме передачи сигнала//Фотон-Экспресс. №6(134), 2016. -С. 12-13.
  • Бурдин А.В., Бурдин В.А., Василец А.А., Морозов О.Г., Кафарова А.М., Кузнецов А.А., Нуреев И.И., Севрук Н.Л., Фасхутдинов Л.И., Шереметева А.Ю. Исследование спектральных откликов кварцевых многомодовых волоконных световодов с габаритным центральным дефектом градиентного профиля показателя преломления, дополненных волоконной решеткой Брэгга//Материалы XIV МНТК «Оптические технологии в телекоммуникациях» (ОТТ-2016). Самара, 2016. -С. 241-243.
  • Окоси Т. Волоконно-оптические датчики. Л.: Энергоатомиздат, 1990. -256 с.
  • Grattan L.S., Meggitt B.T. Optical Fiber Sensor Technology. Fundamentals. New York, NY, USA: Springer Science, 2000. -325 p.
  • Кульчин Ю.Н. Распределенные волоконно-оптические измерительные системы. М.: Физматлит, 2001. -272 с.
  • Rajan G. Optical Fiber Sensors: Advanced Techniques and Applications (Devices, Circuits, and Systems). Boca Raton, FL, USA: CRC Press/Taylor & Francis, 2015. -575 p.
  • Liu Yu, Wei Li Low-cost high-sensitivity strain and temperature sensing using graded-index multimode fibers//Applied Optics. Vol. 46(13), 2007. -2516-2519 DOI: 10.1364/AO.46.002516
  • Pinet E., Cibula E., Donlagic D. Ultra-miniature all-glass Fabry-Pérot pressure sensor manufactured at the tip of a multimode optical fiber//Proceedings of SPIE. Vol. 6770, 2007. -P. 67700U-1-67700U-8. doi: 10.1117/12.734888.
  • Liu L., Gong Yu., Wu Yu, Zhao T., Wu H.-J., Rao Y.-J. Spatial frequency multiplexing of fiber-optic interferometric refractive index sensors based on graded-index multimode fibers//Sensors. N 12, 2012. -P. 12377-12385 DOI: 10.3390/s120912377
  • Luo Yi., Xia Li, Yu C., Li W., Sun Q., Wang Yu., Liu D. Multi-parameter optical fiber sensor based on enhanced multimode interference//Optics Communications. Vol. 344(1), 2015. -P. 120-124. 2015.01.025 DOI: 10.1016/j.optcom
  • Xue H., Meng H., Wang W., Xiong R., Yao Q., Huang B. Single-mode-multimode fiber structure based sensor for simultaneous measurement of refractive index and temperature//IEEE Sensors Journal. Vol. 13(11), 2013. -P. 4220-4223 DOI: 10.1109/JSEN.2013.2264460
  • Li A., Wang Yi., Hu Q., Shieh W. Few-mode fiber based optical sensors//Optics Express. Vol. 23(2), 2015. -P. 1139-1150 DOI: 10.1364/OE.23.001139
  • Del Villar I., Socorro A.B., Hernaez M., Corres J.M., Zamarreño C.R., Sanchez P., Arregui F.J., Matias I.R. Removed multimode optical fiber and single-mode multimode single-mode fiber: a comparative study//Journal of Sensors. Vol. 2015, 2015. -P. 763762-1-763762-7.
  • Li D., Gong Yu., Wu Yu. Tilted fiber Bragg grating in graded-index multimode fiber and its sensing characteristics//Photonic Sensors. Vol. 3, No. 2, 2013. -P. 112-117 DOI: 10.1007/s13320-013-0107-6
  • Song D., Fang S., Li B., Zh. J., Sun W. Multi-parameter sensing based on graded-index multimode fiber//Proceedings of Imaging and Applied Optics. 2013. -P. JTu4A.29-1-JTu4A.29-3. JTu4A.29 DOI: 10.1364/AOPT.2013
  • Fang Sh., Li B., Song D., Zhang J., Sun W., Yuan L. A smart graded-index multimode fiber based sensor unit for multi-parameter sensing applications//Optics and Photonics Journal. No. 3, 2013. -P. 265-267. doi: 10.4236/opj.2013.32B062.
  • Guo T., Guan B.-O., Albert J. Polarimetric multi-mode tilted fiber grating sensors//Optics Express. Vol. 22, No. 6, 2014. -P. 7330-7336 DOI: 10.1364/OE.22.007330
  • Schmid M.J., Muller M.S. Measuring Bragg gratings in multimode optical fibers//Optics Express. Vol. 23, No. 6, 2015. -P. 8087-8094 DOI: 10.1364/OE.23.008087
  • Куликов А., Игнатьев А. Обзор волоконно-оптических систем охраны периметра//Алгоритмы Безопасности. №4, 2010. -С. 56-61.
  • Liokumovich L. B., Ushakov N.A., Kotov O.I., Bisyarin M.A., Hartog A.H. Fundamentals of optical fiber sensing schemes based on coherent optical time domain reflectometry: signal model under static fiber conditions//IEEE Journal of Lightwave Technology. Vol. 33(17), 2015. -P. 3660-3671.
  • Горбачев О. Интерференционные исследования спекл-структур в оптическом кабеле//Фотоника. №6 (36), 2012. -С. 20-24.
  • Lujo I., Klokoc P., Komljenovic T., Bosiljevac M., Sipus Z. Fiber-optic vibration sensor based on multimode fiber//Radioengineering. Vol. 17(2), 2008. -P. 93-97.
  • Rodriguez-Cobo L., Lomer M., Galindez C., Lopez-Higuera J.M. Speckle characterization in multimode fibers for sensing applications//Proceedings of SPIE. Vol. 8413, 2012. -P. 84131R-1-84131R-6 DOI: 10.1117/12.978217
  • Бурдин А.В. Дифференциальная модовая задержка кварцевых многомодовых оптических волокон разных поколений//Фотон-Экспресс. №5-6(69-70), 2008. -С. 20-22.
  • Бурдин А.В., Яблочкин К.А. Исследование дефектов профиля показателя преломления многомодовых оптических волокон кабелей связи//Инфокоммуникационные технологии. Т.8, №2, 2010. -С. 22-27.
  • Raddatz L., White I.H., Cunningham D.G., Nowell M.C. An experimental and theoretical study of the offset launch technique for the enhancement of the bandwidth of multimode fiber links//IEEE Journal of Lightwave Technology. Vol. 16(3), 1998. -P. 324-331 DOI: 10.1109/50.661357
  • Webster M., Raddatz I., White I.H., Cunningham D.G. A statistical analysis of conditioned launch for Gigabit Ethernet links using multimode fiber//IEEE Journal of Lightwave Technology. Vol. 17(9), 1999. -P. 1532-1541.
  • Срапионов В.А. Связь мод в стыках оптических волокон с разбросом параметров//Электросвязь. №10, 1985. -C. 10-12.
  • Гурджи С.П., Каток В.Б. Расчет потерь в соединениях одномодовых световодов со сложным профилем показателя преломления//Электросвязь. №10, 1990. -С. 25-27.
  • Meunier J.P., Hosain S.I. An accurate splice loss analysis for single-mode graded-index fibers with mismatched parameters//IEEE Journal of Lightwave Technology. Vol. 10(11), 1992. -P. 1521-1526 DOI: 10.1109/50.184887
  • Yu Q., Zongo P.H., Facq P. Refractive index profile influences on mode coupling effects at optical fiber splices and connectors//IEEE Journal of Lightwave Technology. Vol. 11(8), 1993. -P. 1270-1273 DOI: 10.1109/50.254084
  • Chandra R., Thyagarajan K., Ghatak A.K. Mode excitation by tilted and offset Gaussian beams in W-type fibers//Applied Optics. Vol. 17(17), 1978. -P. 2842-2847. doi: 10.1364/AO.17.002842
  • Авруцкий И.А, Сычугов В.А., Тищенко А.В. Исследование процессов возбуждения, излучения и отражения света в гофрированных волноводах//Труды ИОФАН. Т. 34, 1991. -С. 3-98.
  • Hosain S.I., Meunier J.P., Wang Z.H. Coupling efficiency of butt-joined planar waveguides with simultaneous tilt and transverse offset//IEEE Journal of Lightwave Technology. Vol. 14(5), 1996. -P. 901-907 DOI: 10.1109/50.495175
  • Snyder A.W., Love J. Optical waveguide theory. Chapman & Hall. -738 p.
  • Gholami A., Molin D., Sillard P. Physical modeling of 10 GbE optical communication systems//IEEE Journal of Lightwave Technology. Vol. 29(1), 2011. -P. 115-123.
  • Pepeljugoski P., Golowich S.E., Ritger A.J., Kolesar P., Ristetski A. Modeling and simulation of next-generation multimode fiber links//IEEE Journal of Lightwave Technology. Vol. 21(5), 2003. -P. 1242-1255.
  • Meher H., Hosain S.I. Variational approximations for single-mode graded-index fibers: some interesting applications//Journal of Optical Communications. Vol. 24(1), 2003. -P. 25-30 DOI: 10.1515/JOC.2003.24.1.25
  • Sharma A., Hosain S.I., Ghatak A.K. The fundamental mode of graded-index fibres: simple and accurate variational methods//Optical and Quantum Electronics. Vol. 14(1), 1982. -P. 7-15 DOI: 10.1007/BF00620905
  • Tewari R., Hosain S.I., Thyagarajan K. Scalar variational analysis of single mode fibers with Gaussian and smoothed-out profiles//Optics Communications. Vol. 48(3), 1983. -P. 176-180 DOI: 10.1016/0030-4018(83)90080-9
  • Oksanen M.I., Lindell I.V. Variational analysis of anisotropic graded-index optical fibers//IEEE Journal of Lightwave Technology. Vol. 7(1), 1989. -P. 87-91 DOI: 10.1109/50.17737
  • Ankiewicz A., Peng G.-D. Generalized Gaussian approximation for single-mode fibers//IEEE Journal of Lightwave Technology. Vol. 10(1), 1992. -P. 22-27. doi: 10.1109/50.108731.
  • Holmes M.J., Spirit D.M., Payne F.P. New Gaussian-based approximation for modeling non-linear effects in optical fibers//IEEE Journal of Lightwave Technology. Vol. 12(2), 1994. -P. 193-201 DOI: 10.1109/50.350604
  • Wu M.-Sh., Lee M.-H., Tsai W.-H. Variational analysis of single-mode graded-core W-fibers//IEEE Journal of Lightwave Technology. Vol. 14(1), 1996. -P. 121-125 DOI: 10.1109/50.476145
  • Adams M.J. An introduction to optical waveguides. New York: John Wiley and Sons, 1981. -401 p.
  • Bourdine A.V., Praporshchikov D.E., Yablochkin K.A. Investigation of defects of refractive index profile of silica graded-index multimode fibers//Proceedings of SPIE. Vol. 7992, 2011. -P. 799206-1-799206-6 DOI: 10.1117/12.887258
  • Bourdine A.V. Modeling and simulation of piecewise regular multimode fiber links operating in a few-mode regime//Advances in Optical Technologies. Vol. 2013, 2013. -P. 469389-1-469389-18.
  • Bourdine A.V., Zhukov A.E. Fast approximate method for VCSEL-MMF transverse mode coupling analysis//Telecommunications and Radio Engineering. Vol. 7(11), 2016. -P. 979-999 DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v75.i11.30
  • Bourdine A.V., Delmukhametov O.R. Calculation of transmission parameters of the launched higher-order modes based on the combination of a modified Gaussian approximation and a finite element method//Telecommunications and Radio Engineering. Vol. 72(2), 2013. -P. 111-123 DOI: 10.1615/TelecomRadEng.v72.i2.30
  • Definition and test methods for the relevant parameters of single-mode fibres, ITU COM 15-273-E, 1996.
  • Bourdine A.V., Delmukhametov O.R., Zhukov A.E., Chekalov A.S. Fast and simple method for calculation of the mode field diameter of arbitrary order guided mode in weakly-guiding optical fibers//Proceedings of SPIE. Vol. 9533, 2015. -P. 95330F-1-95330F-8 DOI: 10.1117/12.2180790
  • Градштейн И.С., Рыжик И.М. Таблицы интегралов. М.: Физматгиз, 1962. -1100 с.
  • Абрамовиц М., Стиган И. Справочник по специальным функциям. М.: Наука, 1979. -830 с.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp