Ученые провели эксперименты с инновационным микроструктурированным оптическим волокном, исследуя новые возможности его практического применения. Результаты представляют интерес для разработки чувствительных оптических датчиков, каналов высокоскоростной передачи данных и систем мониторинга инфраструктуры. Исследование опубликовано в сборнике трудов конференции SPIE «Оптические технологии для телекоммуникаций — 2024».
«В этой работе мы представили результаты спектральных исследований, волоконно-оптической структуры, состоящей из коммерчески доступных многомодовых оптических волокон и микроструктурированного оптического волокна с шестью легированными GeO2 сердцевинами и наведенной закруткой»,— рассказал Александр Игуменов, доцент кафедры общей физики МФТИ.
Главная особенность этого волокна заключается в наведенной закрутке 100 оборотов на метр, которая обеспечивает спиральную траекторию для света и периодическое варьирование показателя преломления в осевом направлении. В результате структура работает как фильтр, ограничивающий число поддерживаемых мод.
Рисунок. Кремниевое оптическое микроструктурированное волокно с наведенной закруткой 100 об/м: (а) эскиз поперечного сечения; (б) волокно с шестью сердцевинами с градиентным профилем показателя преломления и наведенной закруткой 100 об/м; (в) продольное поперечное сечение волокна с наведенной закруткой 100 об/м. Источник: сборник трудов конференции SPIE «Оптические технологии для телекоммуникаций — 2024»
Ученые измерили спектры пропускания этого волокна, в которых обнаружили периодическую зависимость мощности излучения от длины волны. Это объясняется влиянием микроструктуры и осевой закрутки на модовой состав проходящего по волокну излучения. Результаты показали, что число максимумов и минимумов зависит от длины волокна, то есть от числа витков. С увеличением длины период пиков в спектре уменьшается, тогда как интенсивность максимумов практически не изменяется.
«Аналогично широко распространенным волоконным брэгговским решеткам, скрученные микроструктурированные оптические волокна имеют регулярные неоднородности показателя преломления в осевом направлении, что в перспективе может применяться в волоконно-оптической сенсорике»,— отметил Антон Бурдин, советник генерального директора по инновациям АО «НПО ГОИ им. С.И. Вавилова».
Конструкция может использоваться для альтернативного управления селективными модовыми компонентами оптических сигналов для частных приложений волоконной оптики и фотоники. Скручивание делает волокно более чувствительным к магнитному полю, механической деформации и показателю преломления внешней среды. Внешний диаметр волокна соответствует стандартным телекоммуникационным волокнам (125 мкм), обеспечивая совместимость с сетями. Это позволяет использовать стандартную измерительную аппаратуру, а также упрощает внедрение волокон в уже работающие системы, что важно для массовых прикладных применений.
_________________________________
В работе участвовали ученые из МФТИ, ООО «Т8», Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики, АО «Научно-производственное объединение „Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова”», ООО «Оптоволоконная лаборатория», Санкт-Петербургского государственного университета телекоммуникаций и Объединенного института высоких температур РАН.
Научная статья: Alexander Yu. Igumenov, Anton V. Bourdine, Anastasia A. Demenkova, Kirill V. Osadchii, Dmitriy N. Shurupov, Elena S. Zaitseva, Egishe V. Ter-Nersesyants, «Research of spectral responses for MM-T6CMOF-MM fiber optic structure under varying microstructured optical fiber lengths», Proc. SPIE 13738, Optical Technologies for Telecommunications 2024, 137380L (14 August 2025); https://doi.org/10.1117/12.3067568
