78.pdf

ÏÐÈÎÐÈÒÅÒÛ Â ÐÀÇÂÈÒÈÈ

ÂÎËÎÊÎÍÍÎ-ÎÏÒÈ×ÅÑÊÎÉ ÑÂßÇÈ

(Ïî ìàòåðèàëàì 23-é Åâðîïåéñêîé êîíôåðåíöèè ïî îïòè÷åñêîé ñâÿçè)

À. ÊÓÐÊÎÂ, êàíä.ôèç.-ìàò. íàóê, ã. Ìîñêâà

×òî òàêîå ECOC?

Â ñåíòÿáðå óøåäøåãî 1997 ãîäà â äðåâ-

íåé ñòîëèöå Øîòëàíäèè ,ãîðîäå Ýäèíáóðãå,

ñîñòîÿëàñü 23-ÿ Åâðîïåéñêàÿ êîíôåðåíöèÿ

ïî îïòè÷åñêîé ñâÿçè (European Conference

on Optical Communications) ECOC97.

Äëÿ ñïåöèàëèñòîâ, ðàáîòàþùèõ â ýòîé îá-

ëàñòè, îíà íå ÿâèëàñü îñîáûì ñîáûòèåì,

ïîñêîëüêó ïîäîáíûå êîíôåðåíöèè ïðîõî-

äÿò åæåãîäíî, òàêæå êàê ñèìïîçèóìû ïî âî-

ëîêîííî-îïòè÷åñêîé ñâÿçè â ÑØÀ (OFC) è

åùå äîáðûé äåñÿòîê âñòðå÷, ïîñâÿùåííûõ

îòäåëüíûì àñïåêòàì âîëîêîííîé îïòèêè. Â

òî æå âðåìÿ êîíôåðåíöèÿ ECOC îäíà èç

ñàìûõ ïðåäñòàâèòåëüíûõ â ýòîé îáëàñòè

íàóêè è òåõíèêè. Òàê, ECOC97 áûëî ïðåä-

ñòàâëåíî îêîëî 300 äîêëàäîâ. Â ýòîé ñòà-

òüå ïîïûòàåìñÿ ïðåäñòàâèòü ñîâðåìåííîå

ñîñòîÿíèå è îñíîâíûå òåíäåíöèè ðàçâèòèÿ

âîëîêîííî-îïòè÷åñêèõ ñèñòåì ñâÿçè, îïè-

ðàÿñü íà øåñòü òîìîâ òðóäîâ êîíôåðåíöèè

è ëè÷íûå âïå÷àòëåíèÿ àâòîðà.

Î ãëàâíîì

Íåñìîòðÿ íà îáèëèå è øèðîêèé òåìàòè-

÷åñêèé ñïåêòð äîêëàäîâ, íà êàæäîé èç ïðî-

øåäøèõ åâðîïåéñêèõ êîíôåðåíöèé ìîæíî

âûäåëèòü ãëàâíîå íàïðàâëåíèå, êîòîðîå

îïðåäåëÿåò äàëüíåéøåå ðàçâèòèå âîëî-

êîííîé òåëåêîììóíèêàöèè íà íåñêîëüêî

ëåò âïåðåä. Òàê, åñëè ïðåæäå ñïåöèàëèñòîâ

çàíèìàëè ãëàâíûì îáðàçîì âîïðîñû ñíè-

æåíèÿ îïòè÷åñêèõ ïîòåðü è óâåëè÷åíèå

ñêîðîñòè ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè â ìíîãî-

ìîäîâûõ âîëîêîííûõ ñâåòîâîäàõ, òî çàòåì

ïðèøëà î÷åðåäü ñèñòåì ñâÿçè íà îäíîìî-

äîâûõ ñâåòîâîäàõ ñ ðàáî÷åé äëèíû âîëíû

1,3 ìèêðîíà. Õîòÿ îíè âïåðâûå áûëè ïðåä-

ëîæåíû ëåò äåñÿòü íàçàä, íûíå îäíîìîäî-

âûå ñâåòîâîäû ñ äëèíîé âîëíû íóëåâîé

äèñïåðñèè 1,55 ìèêðîíà ñòàíîâÿòñÿ êëþ-

÷åâûì ýëåìåíòîì ñîâðåìåííûõ ñèñòåì

ñâÿçè. Ýòîìó ñïîñîáñòâîâàëî è òî, ÷òî â íà-

÷àëå 90-õ ãîäîâ íà ñöåíó âûøëè âîëîêîí-

íûå óñèëèòåëè íà âîëîêîííûõ ñâåòîâîäàõ,

ëåãèðîâàííûõ èîíàìè ýðáèÿ, ñäåëàâøèå

äëèíó âîëíû 1,55 ìêì åùå áîëåå ïðèâëåêà-

òåëüíîé äëÿ ñâÿçè.

Îäíàêî êàêîå æå íàïðàâëåíèå áûëî íà-

èáîëåå ÿðêî ïðåäñòàâëåíî íà ïîñëåäíåé

êîíôåðåíöèè è ÷òî ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå àê-

òóàëüíûì íà ñåãîäíÿøíèé äåíü? Îáùåå

âïå÷àòëåíèå (ïðè îòñóòñòâèè âèäèìûõ ïðî-

ðûâîâ â ñîçäàíèè ïðèíöèïèàëüíî íîâûõ

ýëåìåíòîâ âîëîêîííûõ ëèíèé ñâÿçè): ðàç-

âèòèå ïðåäûäóùèõ äîñòèæåíèé äåëàåò âîç-

ìîæíûì ñîçäàíèå ëèíèé ñâÿçè ñ ÷àñòîò-

íûì óïëîòíåíèåì êàíàëîâ, ò. å. ñ ïåðåäà-

÷åé èíôîðìàöèè ïî îäíîìó ñâåòîâîäó íà

ðàçíûõ äëèíàõ âîëí. Êðîìå òîãî, îáðàùàåò

íà ñåáÿ âíèìàíèå øèðîêîå ïðèìåíåíèå â

ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ëèíèÿõ ôîòîèíäóöè-

ðîâàííûõ âíóòðèâîëîêîííûõ ðåøåòîê, à

òàêæå óñòðîéñòâ ñ èñïîëüçîâàíèåì ýôôåê-

òà âûíóæäåííîãî Ðàìàíîâñêîãî (êîìáèíà-

öèîííîãî) ðàññåÿíèÿ.

ýêñïåðèìåíòàõ ïî âîëîêîííî-îïòè÷åñêîé

ñâÿçè.

Ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü è Ðàìàíîâ-

ñêîå ðàññåÿíèå

Ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòü âîëîêîííûõ ñâå-

òîâîäîâ è âûíóæäåííîå Ðàìàíîâñêîå ðàñ-

ñåÿíèå â íèõ ýòî äâà ðàçëè÷íûõ ôèçè÷å-

ñêèõ ýôôåêòà. Îáúåäèíÿåò èõ òî, ÷òî, ïðåä-

ñòàâëÿÿ, íà ïåðâûé âçãëÿä, ÷èñòî àêàäåìè-

÷åñêèé èíòåðåñ, îíè ëåæàò â îñíîâå ïðàê-

òè÷åñêèõ óñòðîéñòâ, íàõîäÿùèõ øèðîêîå

ïðèìåíåíèå â îïòè÷åñêîé ñâÿçè.

ßâëåíèå ôîòî÷óâñòâèòåëüíîñòè çàêëþ-

÷àåòñÿ â òîì, ÷òî ïðè îáëó÷åíèè áîêîâîé

ïîâåðõíîñòè ñâåòîâîäà óëüòðàôèîëåòîâûì

èçëó÷åíèåì íà îïðåäåëåííûõ äëèíàõ âîëí

ïðîèñõîäèò èçìåíåíèå ïîêàçàòåëÿ ïðå-

ëîìëåíèÿ ñòåêëà íà îáëó÷åííûõ ó÷àñòêàõ.

Ñàìî ïî ñåáå ýòî ÿâëåíèå, êàçàëîñü áû, íå

èìååò ïðàêòè÷åñêîãî çíà÷åíèÿ, îäíàêî, ñà-

ìîå èíòåðåñíîå ïðîÿâëÿåòñÿ òîãäà, êîãäà

íà íåêîòîðîì ó÷àñòêå ñâåòîâîäà ñîçäàåòñÿ

ïåðèîäè÷åñêîå èçìåíåíèå ïîêàçàòåëÿ ïðå-

ëîìëåíèÿ, êàê ïîêàçàíî íà ðèñ.1. Åñëè ïå-

ðèîä çàïèñàííîé ðåøåòêè ñîñòàâëÿåò äå-

ñÿòûå äîëè ìèêðîíà, â ñïåêòðå ïðîïóñêà-

íèÿ ñâåòîâîäà ïîÿâëÿåòñÿ óçêèé ïðîâàë,

ñîîòâåòñòâóþùèé îòðàæåíèþ â óçêîì ñïåê-

òðàëüíîì äèàïàçîíå ÷àñòè ìîùíîñòè èçëó-

÷åíèÿ, ðàñïðîñòðàíÿþùåãîñÿ ïî ñâåòîâî-

äó. Òàêàÿ ðåøåòêà, íàçûâàåìàÿ îáû÷íî

Áðýããîâñêîé, ðàáîòàåò êàê ñïåêòðàëüíî-ñå-

ëåêòèâíîå çåðêàëî. Äëèíà âîëíû, íà êîòî-

ðîé îñóùåñòâëÿåòñÿ îòðàæåíèå, îïðåäåëÿ-

åòñÿ ñîîòíîøåíèåì ìåæäó ïàðàìåòðàìè

ñâåòîâîäà è ïåðèîäîì ðåøåòêè. Â çàâèñè-

ìîñòè îò äëèíû ðåøåòêè, ñîñòàâëÿþùåé îò

1 ìì äî 10 ñì, è âåëè÷èíû íàâåäåííîãî ïî-

êàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ îòíîñèòåëüíàÿ àìï-

ëèòóäà îòðàæåííîãî ñèãíàëà ñîñòàâëÿåò îò

åäèíèö ïðîöåíòîâ äî ïîëíîãî îòðàæåíèÿ â

ñïåêòðàëüíîé îáëàñòè, ñîñòàâëÿþùåé 0,05

0,3 íì. Â ñëó÷àå ðåøåòîê áîëüøîé (äî

1 ì) äëèíû, ñ ïåðèîäîì, íåñêîëüêî ìåíÿþ-

ùèìñÿ ïî äëèíå, øèðèíà ñïåêòðà îòðàæå-

íèÿ ìîæåò äîñòèãàòü äåñÿòêîâ íàíîìåòðîâ.

Â íàñòîÿùåå âðåìÿ Áðýããîâñêèå ðåøåòêè

íàõîäÿò ñàìîå øèðîêîå ïðèìåíåíèå â âî-

ëîêîííîé îïòèêå, â ÷àñòíîñòè, â êà÷åñòâå

çåðêàë âîëîêîííûõ ëàçåðîâ, ñïåêòðàëüíûõ

ôèëüòðîâ, êîìïåíñàòîðîâ õðîìàòè÷åñêîé

äèñïåðñèè, ÷óâñòâèòåëüíûõ ýëåìåíòîâ

äàò÷èêîâ.

Äðóãèì òèïîì ôîòîèíäóöèðîâàííûõ óñ-

òðîéñòâ ÿâëÿþòñÿ äëèííîïåðèîäíûå ðå-

øåòêè, äëÿ êîòîðûõ ðàññòîÿíèå ìåæäó

øòðèõàìè ñîñòàâëÿåò 50500 ìêì. Ïðèí-

öèï äåéñòâèÿ òàêèõ ðåøåòîê çàêëþ÷àåòñÿ â

òîì, ÷òî ïðè îïðåäåëåííîì ñîîòíîøåíèè

ìåæäó ïàðàìåòðàìè ñâåòîâîäà è ïåðèîäîì

ðåøåòêè èçëó÷åíèå, ðàñïðîñòðàíÿþùååñÿ

ïî ñâåòîâîäó, íà îïðåäåëåííîé äëèíå âîë-

íû âûõîäèò âî âíåøíþþ îáîëî÷êó ñâåòîâî-

äà è çàòóõàåò, òàê ÷òî â ñïåêòðå ïðîïóñêà-

íèÿ ñâåòîâîäà ïîÿâëÿåòñÿ ïðîâàë. Êàê è â

ñëó÷àå Áðýããîâñêèõ ðåøåòîê, äëèíà âîëíû,

ñïåêòðàëüíàÿ øèðèíà è äîëÿ ïîòåðÿííîé

ìîùíîñòè îïðåäåëÿþòñÿ ïàðàìåòðàìè

ñâåòîâîäà è ðåøåòêè. Òàêèì îáðàçîì,

äëèííîïåðèîäíàÿ ðåøåòêà ìîæåò áûòü èñ-

ïîëüçîâàíà êàê ñïåêòðàëüíûé ôèëüòð.

Ðèñ.1. Âíóòðèâîêîëîííûå ðåøåòêè

ïîêàçàòåëÿ ïðåëîìëåíèÿ

Èäåÿ èñïîëüçîâàíèÿ ñïåêòðàëüíîãî óï-

ëîòíåíèÿ êàíàëîâ ýòî, ïî ñóòè, ïåðåíîñ â

îïòè÷åñêèé äèàïàçîí ìåòîäà ïåðåäà÷è èí-

ôîðìàöèè, øèðîêî èñïîëüçóåìîãî â ðà-

äèîäèàïàçîíå. Îäíàêî èñïîëüçîâàíèå ýòî-

ãî ìåòîäà ïðåäúÿâëÿåò ñïåöèôè÷åñêèå

òðåáîâàíèÿ ê ðàçðàáîòàííûì ðàíåå óñò-

ðîéñòâàì âîëîêîííî-îïòè÷åñêîãî òðàêòà, à

òàêæå äåëàåò íåîáõîäèìûì ðàçðàáîòêó ðÿ-

äà ïðèíöèïèàëüíî íîâûõ ýëåìåíòîâ. Áîëåå

ïîäðîáíî ðàññìîòðèì ýòî â äàëüíåéøåì, à

ïîêà îñòàíîâèìñÿ íà êðàòêîì îïèñàíèè

äâóõ ýôôåêòîâ, øèðîêî èñïîëüçóåìûõ â

Ðèñ. 2. Âîëîêîííî-îïòè÷åñêèé òðàêò

ñî ñïåêòðàëüíûì óïëîòíåíèåì êàíàëîâ

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: