Розглянуто властивості та параметри випромінювачів світла, оптоволокон і кабелів. Визначено елементи інтегральної оптики, наведено цифрові й аналогові методи передачі інформації, а також методи оптичної обробки сигналів. Проаналізовано завадостійкість систем зв'язку з оптоволокнами для найбільш розповсюджених варіантів. Запропоновано схему цифрового приймача. Розглянуто особливості вимірювання втрат і числової апертури оптичних волокон. Наведено приклади типових розрахунків з даного питання.

Рассмотрены свойства и параметры выпрямителей света, оптоволокон и кабелей. Определены элементы интегральной оптики, приведены цифровые и аналоговые методы передачи информации, а также методы оптической обработки сигналов. Проанализирована помехоустойчивость систем связи с оптоволокнами для наиболее распространенных вариантов. Рассмотрены особенности измерения потерь и числовой апертуры оптических волокон. Приведены примеры типовых расчетов по данному вопросу.

Запропоновано модель ближньопольового зонда, в якому на поверхню витягнутого в конічну форму оптоволокна наноситься дві клиноподібні металеві смужки. На підставі спрощених математичних моделей ближньопольових мікроскопів одержано асимптотичні оцінки їх оптичної ефективності. Показано, що в рамках наближеної скалярної моделі зондовий мікроскоп, в якому електромагнітна енергія підводиться до області взаємодії з об'єктом TEM-хвилею, має велику перевагу за оптичною ефективністю відносно стандартних ближньопольових мікроскопів. Запропоновано механізм стеження за відстанню між поверхнею, що сканується, та зондом для такого мікроскопа. Запропоновано конструкцію ближньопольового мікроскопа на базі такого зонда та твердотільно-імерсійної лінзи.

Розглянуто можливість запису та зчитування цифрових даних за допомогою ближнього поля. Надано визначення ближнього поля. Наведено приклад побудови оптоволоконних зондів для ближньопольової системи запису інформації.

Рассмотрены физическая и математическая модели оптоэлектронного интерфейса (ОЭИ) ОХ-сенсора. Получены геометрические параметры оптического волноведущего клина и проведена оценка возможности его использования в качестве устройства согласования ОХ-сенсора с оптоволокном с малыми потерями. Проведенные исследования применены к вопросу выявления параметров и процессов, относящихся к созданию ОЭИ ОХ-сенсора повышенной эффективности для анализа различных объектов.

Наведено результати розроблення та дослідження сенсора температури на основі пластикового оптоволокна та нематичного рідкого кристала. Сенсор характеризується простою конструкцією і легкою адаптацією до різних умов. Використання термооптичних ефектів в сенсорах є дуже зручним під час роботи з агресивними середовищами.

Рассмотрена задача моделирования корпоративной информационной системы, построенной на основании локальной вычислительной сети (ЛВС). Представлена структура корпоративной ЛВС, которая располагается в нескольких зданиях, соединенных оптоволокном. Проведенный анализ показал перегрузку ряда коммутаторов из-за увеличения трафика в связи с внедрением нового программного и аппаратного обеспечения. Натурное моделирование информационных потоков выявило "узкие места", которые можно ликвидировать с помощью применения более быстродействующего сетевого оборудования.

Розглянуто фізичні закономірності розповсюдження лазерного випромінювання по оптоволокну, розкрито особливості функціонування волоконних підсилювачів і лазерів. Обгрунтовано технічні можливості використання нелінійних ефектів у волокнах. Наведено відомості про моди оптичних волокон, нелінійне розповсюдження імпульсів із урахуванням дисперсії групової швидкості, нелінійних ефектів і дисперсії вищих порядків. Описано ефекти самомодуляції фази оптичної хвилі, самоскручування та руйнування оптичних хвиль. Розглянуто волоконні солітони, компресію оптичних імпульсів, волоконні бреггівські гратки, нелінійний зв'язок хвиль у результаті взаємної фазової модуляції, поляризаційну та модуляційну нестабільність і часові зміни форми сигналу. Вміщено матеріали про вимушене комбінаційне розсіювання та розсіювання Мандельштама - Бриллюена, волоконні генератори на їх основі, чотирихвильові параметричні процеси у багато- й одномодових волокнах. Описано будову та принципи функціонування волоконних підсилювачів і лазерів.

Рассмотрены физические закономерности распространения лазерного излучения по оптоволокну, раскрыты особенности функционирования волоконных усилителей и лазеров. Обоснованы технические возможности использования нелинейных эффектов в волокнах. Даны сведения о модах оптических волокон, нелинейное распростаренении импульсов с учетом дисперсии групповой скорости, нелинейных эффектах и дисперсии высших порядков. Описаны эффекты самомодуляции фазы оптической волны, самоскручивания и разрушения оптических волн. Рассмотрены волоконные солитоны, компрессия оптических импульсов, волоконные брегговские решетки, нелинейная связь волн в результате взаимной фазовой модуляции, поляризационная и модуляционная нестабильность и временные изменения формы сигнала. Изложены материалы о вынужденном комбинационном рассеивании и рассеивании Мандельштама - Брилюена, волоконных генераторах на их основе, четыреволновых параметрических процессах во много- и одномодовых волокнах. Описаны строение и принципы функционирования волоконных усилителей и лазеров.

Разработан компенсатор поляризационной модовой дисперсии (ПМД) в одномодовом оптическом волокне. Принцип его действия основан на использовании искусственно созданной разницы фазовых скоростей распространения основных обыкновенной и необыкновенной волн в спирально изогнутом волокне, уложенном плотно, виток к витку, на диэлектрический сердечник. Предложенный компенсатор ПМД относится к полностью волоконно-оптическим устройствам и может быть использован в линейных трактах высокоскоростных одно- и многоканальных волоконно-оптических систем передачи со спектральным мультиплексированием, а также оптическим временным мультиплексированием, в волоконно-оптических усилителях, в схемах измерений и т. д.

Розроблено компенсатор полярізаційної модової дисперсії (ПМД) в одномодовому оптичному волокні. Принцип його дії заснований на використанні штучно створеної різниці фазових швидкостей поширення основних звичайної та незвичайної хвиль в спірально вигнутому волокні, укладеному щільно, виток до витка, на діелектричний сердечник. Запропонований компенсатор ПМД належить до повністю волоконно-оптичних пристроїв і може бути використаний в лінійних трактах високошвидкісних одно- та багатоканальних волоконно-оптичних систем передачі зі спектральним ущільненням каналів, а також оптичним тимчасовим мультиплексуванням, у волоконно-оптичних підсилювачах, в схемах вимірювань тощо.

A polarization mode dispersion (PMD) compensator for single-mode optical fiber has been designed. Its operation principle is based on the use of artificial difference of phase velocities of the basic ordinary and extraordinary waves in spiral-wound fiber, stacked tightly, one turn close to another on the dielectric core. The proposed PMD compensator belongs to full fiber optic devices and can be used in high linear paths of single and multichannel fiber optic communication systems with wavelength-division multiplexing and with optical time-division multiplexing; in optical fiber amplifiers, in measurement circuits, etc.

Запропоновано використовувати оптоволокно на фотонних кристалах з дефектом внутрішньої порожнини. На використання таких волокон не впливає матеріальний засіб на поширенні оптичної радіації. Фотонні кристали володіють спеціальними властивостями та можливостями, що забезпечують величезний потенціал для застосування зондування.

Проаналізовано оптичні формати модуляції, що дозволяють збільшити швидкість передачі інформації в телекомунікаційних DWDM системах, без істотних спотворень сигналу із-за нелінійностей і різних видів дисперсії. Використання амплітудної модуляції не дозволяє збільшувати спектральну ефективність, яка є єдиним шляхом збільшення швидкості передачі в майбутніх телекомунікаційних мережах. Перспективно використовувати формат PSBT і багаторівневі формати в DWDM системах. Вони дозволяють збільшувати спектральну ефективність і стійкість до різних видів дисперсії в оптоволокні.

Упродовж останніх років низькотемпературна плазма знаходить все більшого застосування в наукових та технологічних сферах, при цьому, найбільш поширеним методом для діагностики такої плазми є оптична емісійна спектроскопія (ОЕС). Зазвичай найпростіша оптична система для визначення та дослідження параметрів плазми складається зі спектрометра чи монохроматора, оптичного датчика та оптоволокна або системи лінз. Усі елементи системи мають бути попередньо відкаліброваними з метою коригування різниці у спектральних відгуках кожного з них. Запропоновано методичні вказівки для визначення та калібрування спектральної чутливості оптичних приладів на прикладі розрахунків спектрального відгуку високоапертурного компактного спектрометра SDH-IV у діапазоні довжин хвиль від 345 до 605 нм. Як еталонні джерела випромінювання для калібрування спектра використано вольфрамову стрічкову і галогенову лампи.

Проаналізовано проблеми існуючої математичної моделі методу 2-хвилевого передавання оптичних сигналів в ОВ, проведено комп'ютерне моделювання сигналів на базі розробленого програмного середовища. Одержані результати показали відносно високу ефективність методу і математичної моделі розповсюдження 2-хвилевого сигналу в оптоволокні. Наведено і виділено ключові критерії оцінки ефективності процесів передачі інформації в оптичному волокні (ОВ) за допомогою інноваційного методу.

Запропоновано просту за конструкцією схему сенсора для безконтактних стаціонарних лінійних вимірювань з оптичними волокнами як світловодами. Схема даного сенсора дає змогу також конструктивно виконати головку сенсора у вигляді вимірювального зонда з оптичного волокна, що забезпечить проведення експрес-контролю положення контрольованого об'єкта у просторі. Проведено світлоенергетичний розрахунок оптичної схеми вказаного сенсора з урахуванням параметрів його оптичних елементів та оцінено співвідношення сигнал-шум на виході фотоприймача. Обрано та обгрунтовано для запропонованої схеми сенсора застосування частотно-фазового методу обробки сигналів на виході фотоприймача для вимірювання відстані до контрольованого об'єкта та оцінки його положення у просторі. Проведено аналітичні моделювання перетворювальних процесів у частотно-фазовій системі, які підтвердили можливість визначення повітряного зазору між ротором та статором гідрогенератора з використанням запропонованого волоконно-оптичного сенсора.

Проаналізовано ефективність зменшення спеклів стаціонарним багатомодовим оптоволокном у лазерному проекторі. Розроблено та розраховано математичну модель для випадку дуже довгого оптоволокна. Комп'ютерне моделювання та аналіз математичної моделі показали, що коефіцієнт зменшення спеклів може з точністю, придатною для інженерних розрахунків, бути апроксимований як лінійна функція квадратного кореня відношення числової апертури лазерного проектора та ока. Дуже велика числова апертура, яка на кілька сотень перевищує зіницю людського ока, необхідна для зменшення спеклів нижче чутливості людського ока. Це випливає з того факту, що декореляція в методі використовує лише радіальний напрямок для зменшення спеклів. Для підвищення ефективності методу необхідна його модифікація, де буде передбачено використання азимутального напрямку.