|
Руководитель Проекта: д.т.н., доцент, профессор кафедры линий связи и измерений в технике связи Бурдин А.В.
Исполнитель Проекта: д.т.н., доцент, профессор кафедры линий связи и измерений в технике связи Бурдин А.В.
Основные, полученные в ходе выполнения первого этапа Проекта в 2020 г., российской исследовательской группой, результаты:
1. Разработаны технологические основы изготовления кварцевых киральных микростуруктурированных оптических волокон (МОВ). В результате проведенной серии апробации модифицированного технологического процесса изготовления киральных кварцевых МОВ с наведенной скруткой определены оптимальные режимы вытяжки, не разрушающие структуру МОВ. Так, проведенная модификация вытяжной башни позволяет получать до 100 м длины МОВ с внешним диаметром 125 мкм заданной конфигурации из 1 м предволокон. Минимальная степень киральности составляет 10 об/м (скорость вращения шагового двигателя 20 об/мин, скорость вытягивания оптического волокна 2 м/мин), максимальная степень киральности - 66 об/м (скорость вращения шагового двигателя 200 об/мин, скорость вытягивания оптического волокна 3 м/мин). Температура вытягивания составляет 1900 °C.
2. Изготовлены серия опытных образцов длин кварцевых МОВ с внешним диаметром 125 мкм, закруткой 10 об/м и 66 об/м: МОВ равноугольной спиральной 5-лучевой геометрии (эскиз предложен исследовательской группой Индии), МОВ гексагональной геометрии с имитацией кольцевой структуры радиального распределения поля моды; МОВ с несимметричной гексагональной геометрией, предполагающей смещение сердцевины относительно центральной оси симметрии ОВ. Проведены исследования их характеристик и параметров передачи, выполнены экспериментальные исследования маломодовых режимов их функционирования.
3. Получены новые кварцевые многомодовые ОВ с экстремально увеличенным диаметром до 100 мкм сердцевины, "традиционной" для телекоммуникационных ОВ диаметром оболочки 125 мкм и специализированной формой градиентного профиля показателя преломления, которая обеспечивает существенное снижение ДМЗ направляемых мод заданного порядка, по сравнению с известными коммерческими аналогами - многомодовыми ОВ 100/125 и 100/140. Впервые организованы каналы передачи данных со скоростью 10Гбит/с по указанным ОВ протяженностью 300 м.
4. Изготовлены опытные образцы кварцевых киральных маломодовых (3-модовых) ОВ с увеличенной высотой квазиступенчатого профиля показателя преломления.
5. Представлено оригинальное решение задачи формирование полусферической линзы на торце МОВ с помощью штатного комплекта типового полевого аппарата для сварки ОВ. Экспериментально выявлен и продемонстрирован эффект удержания структуры рисунка геометрии МОВ с нанесенной торцевой полусферической линзой описанной конфигурации в профиле пучка оптического излучения лазера.
6. Разработана методика нанесения последовательностей микроструктурных дефектов типа "бочка" и "перетяжка" заданной конфигурации на отрезки кварцевых ОВ.
7. На основании проведенного моделирования, рассмотрены и локализованы необходимые условия для распространения в ступенчатом оптическом волокне с нелинейностью Керра двух линейно-поляризованных мод LP01 и LP11 при условии, что в световоде распространяются только эти две направляемые моды.
8. Получены приближенные аналитические формулы для поляризационной поправки к постоянной распространения линейно поляризованных мод изогнутого волокна.
9. Разработана базирующаяся на разложении по методу Прони модель для расчета коэффициентов связи мод в ОВ на строительной длине кабеля по результатам измерений распределений связей или на основе моделирования распределений нерегулярностей оптического волокна.
10. Предложен новый альтернативный подход к численному интегрированию системы связанных нелинейных уравнений Шредингера для распространения маломодовых оптических сигналов (до девяти поперечных мод излучения в ОВ) с применением комбинированной схемы явного/неявного конечно-разностного интегрирования, которая основана на неявной конечно-разностной схеме Кранка-Николсона.
11. Разработана и предложена концепция перехода от адресных волоконных брэгговских структур (и радиофотонных сенсорных систем на их основе) к многоадресным структурам (МАВБС), отличие которых от адресных заключается в том, что в волоконной брэгговской структуре формируется три и более сверх узкополосных частотных составляющих, разнесенных между собой на радиочастоту. Определение смещения центральных частот осуществляется по результату обработки сигнала биений оптических частот на фотоприемнике, по параметрам которых судят о приложенных физических полях. Решена задача однозначного определения сдвига центральной (брэгговской) частоты МАВБС с уникальным набором адресных частот.
Список работ, опубликованных по тематике Проекта
Статьи в изданиях, индексируемых в международных БД Web of Science / Scopus
1. Burdin V.A., Dashkov M.V., Demidov V.V., Dukelskii K.V., Evtushenko A.S., Kuznetsov A.A., Matrosova A.S., Morozov O.G., Ter-Nersesyants E.V., Vasilets A. A., Zaitseva E.S., Zhukov A.E., Bourdine A.V. New silica laser-optimized multimode optical fibers with extremely enlarged 100-?m core diameter for gigabit onboard and industrial networks // Fibers. - 2020. - vol. 8(3). - pp. 18. (WOS: 000530210000002; DOI: 10.3390/fib8030018; Q2(SJR); IF(SJR) = 0.44) https://www.mdpi.com/2079-6439/8/3/18 ;
2. Burdin V.A., Bourdine A.V., Gubareva O.Yu. Necessary conditions for the propagation of two modes, LP01 and LP11, in a step-index optical fiber with a Kerr nonlinearity // Computer Optics. - 2021. - vol. 44(4). - P. 533 - 539. (WOS:000566777500005; DOI: 10.18287/2412-6179-CO-699; Q1(SJR); IF(SJR) = 0.59) http://repo.ssau.ru/handle/Zhurnal-Komputernaya-optika/Necessary-conditions-for-the-propagation-of-two-modes-LP01-and-LP11-in-a-stepindex-optical-fiber-with-a-Kerr-nonlinearity-85555
3. Bourdine A.V., Burdin V.A., Demidov V.A., Dukelskii K.V., Gizatulin A.R., Khokhlov A.V., Meshkov I.K., Sultanov A.Kh., Ter-Nersesyants E.V., Ustinov S.V., Zaitseva E.S. Design of vortex optical fibers for RoF systems: Part II: pilot samples of chiral microstructured optical fibers // Proceedings of SPIE. - 2020. - vol. 11516. - P. 115161T-1 - 115161T-7. (WOS:000589953400064; DOI: 10.1117/12.2566460; IF(SJR)=0.22) https://spie.org/Publications/Proceedings/Paper/10.1117/12.2566460?SSO=1
4. Gizatulin A.R., Meshkov I.K., Grakhova E.P., Ishmiyarov A.A., Kuk I.A., Sultanov A.Kh., Bagmanov V.Kh., Abdrakhmanova G.I., Vinogradova I.V., Bourdine A.V., Demidov V.A., Ter-Nersesyants E.V., Burdin V.A. Design of vortex optical fibers for RoF systems: Part I: overview and alternative solutions // Proceedings of SPIE. - 2020. - vol. 11516. - P. 115161S-1 - 115161S-8. (WOS:000589953400063; DOI: 10.1117/12.2566512; IF(SJR)=0.22) https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/11516/115161S/Design-of-vortex-optical-fibers-for-RoF-systems--Part/10.1117/12.2566512.short?SSO=1.
5. Sakhabutdinov A.Zh., Anfinogentov V.I., Morozov O.G., Burdin V.A., Bourdine A.V., Gabdulkhgakov I.M., Kuznetsov A.A. Original solution of coupled nonlinear Schrodinger equations for simulation of ultrashort optical pulse propagation in a birefringent fiber // Fibers. - 2020. - vol. 8(6). - P. 34-1 - 10.3390/fib9010001-11 (WOS:000546687900011; DOI: 10.3390/fib8060034; Q2(SJR); IF(SJR) = 0.44) https://www.mdpi.com/2079-6439/8/6/34
6. Sakhabutdinov A.Zh., Anfinogentov V.I., Morozov O.G., Burdin V.A., Bourdine A.V., Kuznetsov A.A., Ivanov D.I., Ivanov V.A., Ryabova M.I., Ovchinnikov V.V. Numerical method for coupled nonlinear Schr?dinger equations in few-mode fiber // Fibers. - 2021. - vol. 9(1). - P. 01-1 - 01-11 (WOS; DOI: 10.3390/fib9010001; Q2(SJR); IF(SJR) = 0.44) https://www.mdpi.com/2079-6439/9/1/1
7. Praporshchikov D.E., Burdin V.A., Bourdine A.V. Polarization correction for propagation constant of a mode in a curved optical fiber // Proceedings of SPIE. - 2020. - vol. 11516. - P. 115161N-1 - 115161N-9. (WOS:000589953400022; DOI: 10.1117/12.2566366; IF(SJR)=0.22) https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/11516/115160N/Polarization-correction-for-constant-propagation-of-a-mode-in-a/10.1117/12.2566366.short?SSO=1
8. Morozov O.G., Sakhabutdinov A.J., Anfinogentov V.I., Misbakhov R.Sh., Kuznetsov A.A., Agliullin T.A. Multi-addressed fiber Bragg structures for microwave-photonic sensor systems // Sensors. - 2020. - vol. 20(9). - P. 2693-1 - 2693-10. (WOS:000537106200257; DOI: 10.3390/s20092693; Q1(SJR); IF(SJR)=0.65) https://www.mdpi.com/1424-8220/20/9/2693/htm
9. Agliullin T.A., Gubaidullin R.R., Morozov O.G., Sakhabutdinov A.Zh. Mathematical modeling of the optical response from addressed fiber Bragg structure based on Lorentz function // Proceedings of SPIE. - 2020. - vol. 11516. - P. 1151614-1 - 1151614-6 (WOS:000589953400039; DOI: 10.1117/12.2556726; IF(SJR)=0.22) https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/11516/1151614/Mathematical-modeling-of-the-optical-response-from-addressed-fiber-Bragg/10.1117/12.2556726.short
10. Gubaidullin R.R., Agliullin T.A., Morozov O.G., Sakhabutdinov A.Zh. Mathematical modeling of the optical response from addressed fiber Bragg structure using Gauss function // Proceedings of SPIE. - 2020. - vol. 11516. - P. 1151615-1 - 1151615-6 (WOS:000589953400040; DOI: 10.1117/12.2557598; IF(SJR)=0.22) https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/11516/1151615/Mathematical-modeling-of-optical-response-of-address-fiber-Bragg-structure/10.1117/12.2557598.short
11. Sakhabutdinov A.Zh., Anfinogentov V.I., Morozov O.G., Gubaidullin R.R. Numerical approaches to solving the Schrodinger non-linear equations system for wave propagation in an optical fiber // Proceedings of SPIE. - 2020. - vol. 11516. - P. 1151617-1 - 1151617-10 (WOS:000589953400042; DOI: 10.1117/12.2559195; IF(SJR)=0.22) https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-spie/11516/1151617/Numerical-approaches-to-solving-the-Schr%c3%b6dinger-non-linear-equations-system/10.1117/12.2559195.short
Статьи в изданиях, индексируемых в РИНЦ
1. Бурдин А.В., Бурдин В.А., Дашков М.В., Дукельский К.В., Евтушенко А.С., Жуков А.Е., Зайцева Е.С., Демидов В.В., Матросова А.С., Тер-Нерсесянц Е.В. Новый класс кварцевых оптических волокон с экстремально увеличенным до 100 мкм диаметром сердцевины и уменьшенной дифференциальной модовой задержкой // Сборник трудов XII Международной конференции "Фундаментальные проблемы оптики" (ФПО - 2020), г. Санкт-Петербург, ИТМО, 19 - 23 октября 2020 г. - 2020. - С. 217 - 219. (РИНЦ eLIBRARY ID 44386307) https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44386307
2. Бурдин А.В., Евтушенко А.С., Зайцева Е.С., Кармолин А.С., Ротенко А.Э. Формирование полусферической линзы на торце микроструктурированного волоконного световода // Сборник трудов XII Международной конференции "Фундаментальные проблемы оптики" (ФПО - 2020), г. Санкт-Петербург, ИТМО, 19 - 23 октября 2020 г. - 2020. - С. 220 - 222. (РИНЦ eLIBRARY ID 44386316) https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44386316
3. Бурдин А.В., Бурдин В.А., Дукельский К.В., Наний О.Е., Базаров Т.О., Демидов В.В., Жуков А.Е., Старых Д.Д. Новый класс многомодовых оптических волокон с диаметром сердцевины100 мкм для компактных мультигигабитных сетей передачи данных разного назначения // Материалы 9 Международного семинара по волоконным лазерам (RFL - 2020). Новосибирск, Академгородок, 22 - 24 сентября 2020 г. - 2020. - С. 136 - 137 (РИНЦ eLIBRARY ID 44094617; DOI: 10.31868/RFL2020.136-137) https://rfl20.iae.nsk.su/ru/articles/064.%20Бурдин%20АВ.pdf
4. Бурдин В.А., Дукельский К.В., Демидов В.В., Тер-Нерсесянц Е.В. Микроструктурированные волоконные световоды с наведенной киральностью // Материалы 9 Международного семинара по волоконным лазерам (RFL - 2020). Новосибирск, Академгородок, 22 - 24 сентября 2020 г. - 2020. - С. 162 - 163 (РИНЦ eLIBRARY ID 44094632; DOI: 10.31868/RFL2020.162-163) https://rfl20.iae.nsk.su/ru/articles/083.%20Бурдин%20АВ_2.pdf
5. Андреев В.А., Бурдин А.В., Бурдин В.А. Оптимальные базисы в оптических приложениях // Сборник трудов VI Международной конференции и молодежной школы "Информационные технологии и нанотехнологии" (ИТНТ - 2020), г. Самара, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, 26 - 29 мая 2020 г. - 2020. - С. 747 - 756 (РИНЦ eLIBRARY ID 43821477) http://repo.ssau.ru/handle/Informacionnye-tehnologii-i-nanotehnologii/Optimalnye-bazisy-v-opticheskih-prilozheniyah-85229
6. Бурдин А.В., Бурдин В.А., Волков К.А., Дельмухаметов О.Р., Еремчук Е.Ю. Модель межмодовых связей оптических волокон строительной длины кабеля на основе разложения по методу Прони // Сборник трудов VI Международной конференции и молодежной школы "Информационные технологии и нанотехнологии" (ИТНТ - 2020), г. Самара, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, 26 - 29 мая 2020 г. - 2020. - С. 673 - 680 (РИНЦ eLIBRARY ID 43821466) http://repo.ssau.ru/handle/Informacionnye-tehnologii-i-nanotehnologii/Model-mezhmodovyh-svyazei-opticheskih-volokon-stroitelnoi-dliny-kabelya-na-osnove-razlozheniya-po-metodu-Proni-85218
Участие в научных мероприятиях по тематике проекта
1. IX Международная научно-техническая и научно-методическая конференция "Актуальные проблемы инфотелекоммуникаций в науке и образовании" (АПИНО - 2016), г. Санкт-Петербург, СПб-ГУТ, 26 - 27 февраля 2020 г. (секционный).
2. VI Международная конференция и молодежная школа "Информационные технологии и нанотехнологии" (ИТНТ - 2020), г. Самара, Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, 26 - 29 мая 2020 г. (2 секционных, онлайн).
3. 9й Международный семинар по волоконным лазерам (Russian Fiber Lasers - RFL-2020), г. Новосибирск, Академгородок, 22 - 24 сентября 2020 г. (2 секционных доклада, онлайн).
4. 2nd Meeting of the BRICS working group on photonics, Russia, Moscow, Skolkovo, 13 - 15 October 2020 (секционный доклад, онлайн).
5. IX Международная конференция "Фундаментальные проблемы оптики" (ФПО - 2020), г. Санкт-Петербург, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет ИТМО", 19 - 23 октября 2020 г. (2 стендовых доклада, онлайн).
6. IV научный форум "Телекоммуникации: теория и технологии" (3Т-2020), XVIII Международная научная конференция "Оптические технологии в телекоммуникациях" (ОТТ-2020), г. Самара, ПГУТИ, 17 - 20 ноября (3 стендовых доклада, онлайн)
7. Региональная научно-методическая конференция магистрантов и их руководителей "Подготовка профессиональных кадров в магистратуре для цифровой экономики" (ПКМ-2020), г. Санкт-Петербург, СПб-ГУТ, 1 - 3 декабря 2020 г. (пленарный).
8. XIV Международная конференция "Прикладная оптика-2020", ГОИ им. С.И. Вавилова, 15 - 18 декабря 2020 г. (2 стендовых доклада, онлайн).
9. Quantum satellite and fibre communication (QuSAF), BRICS Workshop, South Africa, Durban, University of KwaZulu-Natal, 25 - 27 January 2021 (1 пленарный доклад, 2 секционных доклада, онлайн).
Бурдин Антон Владимирович, д.т.н., профессор
тел: (846) 339-11-00 (доб. 2372), e-mail: 
|
