Скачати повний текст

Досліджено особливості теоретичного опису генерації оптичного випромінювання у напівпровідникових лазерах на гетероструктурах з масивними та квантоворозмірними (КРС) активними шарами, взаємодії оптичного випромінювання з матеріалом активних і пасивних елементів високошвидкісних волоконно-оптичних систем (ВОС). Проведено теоретичні й експериментальні дослідження та створено нові методи опису динамічних процесів у режимі великого сигналу, що також включають нелінійні ефекти посилення й амплітудно-фазового зв'язку. Розвинуто нові уявлення про процеси переносу носіїв заряду в лазерній структурі та зміни характеру та тривалості процесів накопичення та захоплення носіїв в області квантової ями. Показано, що за умов накачки великим сигналом час накопичення заряду та коефіцієнт насичення посилення залежать від величини струму накачки. Вперше сформульовано числову динамічну дифузійну модель КРС лазера, у вигляді неоднорідної системи диференціальних рівнянь. Отримано нові результати, які більш точно відображають спостережені експериментально динамічні характеристики лазерів. Розроблено комплекс рішень щодо теоретичного опису фізичних процесів і спостережених характеристик волоконно-оптичних каналів, а також у мультиквантоворозмірних лазерах торцевого типу та поверхневого випромінювання з вертикальним резонатором.

  Скачати повний текст

Розроблено вдосконалені математичні моделі, методичне та програмне забезпечення моделювання розповсюдження хвиль у волоконних світловодах (ВС) з урахуванням одночасної дії сукупності факторів впливу для розширення можливостей процесу проектування. Наведено узагальнену математичну модель волоконного світловода зі змінною діелектричною проникністю. Доведено збіжність різницевих схем апроксимації та оцінено їх похибку. Запропоновано підхід до розрахунку математичної моделі ВС із змінною діелектричною проникністю, що сприяє спрощенню моделювання шляхом програмної реалізації процесу розрахунку світлопропускних властивостей ВС. Розроблено модель врахування дії факторів впливу в оптичних параметрах ВС, а також способи опису математичних моделей факторів впливу у вигляді операторних рівнянь. Розглянуто систему моделювання ВС у полі дії факторів впливу, яка включає методику та програмне забезпечення для моделювання ВС, з певними геометричними, оптичними та механічними параметрами з урахуванням дії факторів впливу, методику та програмне забезпечення з метою автоматизації найбільш трудомістких процедур вибору параметрів ВС для досягнення характеристик світлопропускання.

  Скачати повний текст

Базуючись на новому підході до реалізації методу стратифікації, створено ефективний аналітично-числовий алгоритм розв'язання точних хвилевих рівнянь для аналізу електродинамічних характеристик одномодових оптичних хвилеводів. Запропонований алгоритм порівняно з існуючими алгоритмами, визначено, що він має більш високу точність розрахунку і є ефективнішим за умов його реалізації. Установлено, що в методі стратифікації спосіб апроксимації профілю показника заломлення (ППЗ) впливає на точність розрахунку значно більшою мірою, ніж вибір кількості шарів апроксимуючої моделі. Здійснено оцінку точності методу стратифікації для розрахунку дисперсійних характеристик оптичного хвилеводу з градієнтним ППЗ, яка передбачає знаходження дисперсійних характеристик багатошарової моделі оптичного хвилеводу за "вписаної" та "описаної" апроксимації його ППЗ. Виявлено зсув частоти відсікання основної моди в область додатних значень для одномодових волоконних світловодів зі складним ППЗ у разі від'ємного об'єму профілю. Одержано умову рівномірної компенсації дисперсії у широкій смузі частот, яку подано у наочній геометричній формі.

  Скачати повний текст

Досліджено проблему поширення надкоротких оптичних імпульсів у одномодових волоконних світоводах і солітонних трактах, вирішення якої зумовило дослідження та проектування високошвидкісних солітонних систем передачі на основі ліній зі змінною дисперсією з метою вдосконалення існуючих і створення перспективних транспортних мереж, побудованих за солітонними технологіями. Досліджено особливості поширення надкоротких оптичних імпульсів та розроблено методи врахування впливу дисперсії групової швидкості, фазової самомодуляції, нелінійних ефектів вищого порядку на параметри імпульсів. Запропоновано метод, який передбачає врахуванням ефектів дисперсії вищого порядку у разі поширення надкоротких імпульсів, зокрема, їх вплив на спотворення форми імпульсів. Наведено модель для відтворення нелінійного режиму поширення фундаментального солітону та солітонів вищих порядків у лініях зі сталою дисперсією. Розроблено математичну модель солітонних ліній зв'язку зі змінною дисперсією для фундаментальних солітонів і солітонів з дисперсійним управлінням, що враховує вплив втрат, дисперсійні та нелінійні ефекти вищих порядків оптичного волокна. Одержано аналітичне рівняння для Q-фактора солітонної системи з урахуванням шумів підсилювача, передавача та приймача. Запропоновано новий метод моделювання солітонних систем з використанням оцінки допустимого значення джитера Гордона - Хауса. Одержано узагальнені рівняння для оцінювання сумарного джитера солітонних імпульсів, зумовленого ефектами Гордона - Хауса, Рамана та дисперсії третього порядку. Це дозволяє для швидкісних систем передачі розраховувати довжини регенераційних ділянок, за яких сумарний джитер не перевищує допустимі значення.

  Скачати повний текст

Розроблено метод синтезу волоконних світловодів (ВС) круглого поперечного перерізу на фіксованій частоті з використанням у якості висхідного ВС зі східчастим профілем показника заломлення. Обгрунтовано методику побудови спектральних функцій операторів, які описують хвильові процеси в ВС. Одержано та досліджено нові профілі показника заломлення ВС, що мають від'ємну або додатну ненульову дисперсію у заданому діапазоні довжин хвиль. Зазначено, що дані ВС використовуються під час виготовлення волокон для компенсації дисперсії у лініях зв'язку.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вивчено фізичні закономірності перетворення випромінювання в оптичних волокнах, елементах і пристроях на їх основі. Досліджено трансформацію оптичного випромінювання в керованих і пасивних волоконних відгалужувачах і деполяризаторах, у коротких світловодах і біконічних переходах, у тунельно-зв'язаних хвилеводах, а також особливості зміни обернення хвильового фронту у волоконних світловодах на основі нелінійно-оптичних явищ - вимушеного розсіювання Мандельштама - Брюллюена та під час генерації другої оптичної гармоніки на виході багатомодового волокна. Розглянуто закономірності змін параметрів оптичних імпульсів наносекундного діапазону, які поширюються в волоконних світловодах, у ході врахування різних порядків тензора нелінійної сприйнятливості. На підставі вивчення специфіки можливостей волоконно-оптичних інтерферометрів запропоновано схеми датчиків кутової швидкості з голографічною корекцією поля, керівними елементами, оберненням хвильового фронту. Доведено, що в запропонованих датчиках ключові характеристики стабільні внаслідок заглушення паразитних ефектів.

  Скачати повний текст