Розробка методу синтезу та створення круглих одномодових світловодів з поліпшеними електродинамічними характеристиками - Автореферат

ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ІНФОРМАЦІЙНО-КОМУНІКАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙРобота виконана в Державному університеті інформаційно-комунікаційних технологій Державного комітету звязку та інформатизації України. Науковий керівник кандидат технічних наук, доцент Каток Віктор Борисович, Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій, завідувач кафедри волоконно-оптичних ліній звязку, м. Київ кандидат технічних наук, старший науковий співробітник Бушма Олександр Володимирович, Державний університет інформаційно-комунікаційних технологій, завідувач кафедри обчислювальної техніки, м. Захист відбудеться 21.04.2005 р. о _1415___ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.861.01 Державного університету інформаційно-комунікаційних технологій за адресою: 03110, м.Хоча на світовому ринку існує широкий вибір кабельної продукції на базі різних типів світловодів, вибір оптичного кабелю звязку є актуальним завданням, що має велике значення для оптимізації мереж звязку різного використання, оскільки істотно впливає на вартість, технічні характеристики й строки експлуатації мережі передачі інформації в цілому. Регулюючи величину цього параметра, можна значно зменшити вплив нелінійних ефектів, таких як чотирихвильове змішування, фазова самомодуляція й перехресна фазова модуляція, та підвищити потужність групового оптичного сигналу у волоконно-оптичних лініях звязку (ВОЛЗ) із технологіями DWDM, а також, поліпшити співвідношення “сигнал/шум” і збільшити відстань між підсилювачами. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні наукові задачі: - розробити метод синтезу круглих одномодових ВС з використанням в якості вихідного ВС зі східчастим профілем показника заломлення, - розробити алгоритм методу синтезу круглих одномодових ВС та скласти ефективну розрахункову програму для ПК, - отримати профілі показника заломлення в поперечному перерізі круглих одномодових ВС: - зі збільшеною ефективною площею моди, - з розширеним діапазоном частот одномодового режиму, - зі зміщеною й згладженою ненульовою дисперсією в широкому діапазоні частот, що відповідає E, S, C, L діапазонам довжин хвиль. Дослідження виконувалися в Науково-інженерному центрі лінійно-кабельних споруд Державного університету інформаційно-комунікаційних технологій у рамках науково-дослідних робіт відповідно до цільової державної науково-технічної програми “Телекомунікаційні системи та інформаційні ресурси” й „Тематичного плану науково-дослідних робіт Держкомзвязку України в сфері звязку на 2003 рік”. Матеріали дисертації знайшли практичну реалізацію при виконанні й впровадженні науково-дослідних робіт: “Дослідження оптичних волоконних світловодів у техніці звязку” (Контракт № 13 від 01.04.2003, № держрегістрації 0196V003678, замовник - Державний комітет звязку та інформатизації України); “Оптоелектронні технології для телекомунікаційної інфраструктури” (Договір № ДП/239-2003 від 09.07.2003, № держрегістрації 0104V006237, замовник - Міністерство освіти і науки України). волоконний світловод заломлення одномодовийЗавдяки аналогії між рівняннями, параметрами й функціями зворотної задачі розсіювання нерелятивістської квантової механіки й рівняннями, параметрами й функціями задачі синтезу, в основу методу синтезу покладено метод розвязання задачі нерелятивістської квантової механіки. У другому розділі розроблена методика модифікації методу синтезу на фіксованій частоті, яка полягає у визначенні профілю показника заломлення в поперечному перерізі ВС й функції поля моди, що поширюється, за допомогою використання розподілу полів мод, що поширюються на тій же частоті у вихідному ВС із східчастим профілем показника заломлення. У нормованому безрозмірному вигляді воно представлено як (1) де u2 = a2(n12k2 - b2) - нормована постійна поширення; a - радіус серцевини ВС, мкм; n1 - максимальне значення показника заломлення в серцевині; k = w(e0m0) 1/2 - хвильове число у вакуумі, мкм-1; w - кутова частота, сек-1; e0 (Ф/м), m0 (Гн/м) - діелектрична й магнітна проникності вакууму відповідно; b - поздовжня постійна поширення, мкм-1; V = (u2 w2)1/2 = akn1(2D)1/2 - нормована частота; w2 = a2(b2 - n22k2) - безрозмірний параметр, що характеризує поширення моди в оболонці; n2 - значення показника заломлення в оболонці; D = (n12 - n22)/2n12 - висота профілю показника заломлення; g1(R) - функція профілю показника заломлення в поперечному перерізі волокна; l = 0,1,2,... Для визначення неперервної частини спектральної функції рівняння (1) з граничними умовами (2) необхідно задавати коефіцієнт відбиття G(V,u) для всього континуума u з неперервного спектру, а для визначення дискретної частини спектральної функції (при u2 <0) потрібно знати постійні поширення всіх мод, які поширюються на заданій частоті V, і функції розподілу полів цих мод. Рівняння, що описує хвильові процеси у ВС зі східчастим профілем показника заломлення, відрізняється від рівняння (1) функцією g1(R).

Основний зміст роботи