Скачати повний текст

Досліджено непараксіальні лазерні поля в області фокальної площини. Знайдено точні скалярні розв'язання хвильового рівняння з використанням методу комплексного джерела - стоку. З використанням даних розв'язків в якості скалярних потенціалів Уітекера знайдено точні розв'язки рівнянь Максвелла, відповідні непараксіальним полям векторних пучків. Відзначено, що не всі непараксіальні пучки є структурно-стійкими утвореннями у фокальної площини. Відібрано пучки з модовим структурно-модовим складом, які здатні узгоджуватись з сингулярними модами оптичного волокна. На підставі аналізу структурно-стійких сингулярних пучків в околі вхідного торця оптичного волокна доведено, що структура полів непараксіального модового пучка та власних мод світловоду ідентичні. Відмінність між даними модами полягає у нерівності умов поширювання мод у вільному просторі та оптичному волокні. Вплив неоднорідності показника заломлення в середовищі оптичного волокна зведено до поправки скалярної частини сталої поширювання власних мод.

  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

Досліджено динаміку кутового моменту в збурених слабонапрямних оптичних волокнах. Отримано вирази для потоку кутового моменту довільної суперпозиції мод у слабонапрямних волокнах із довільним реальним профілем показника заломлення. Доведено теорему про кутовий момент суперпозиції мод. Запропоновано метод побудови та знайдено вигляд ефективного гамільтоніана спін-орбітальної взаємодії в слабонапрямних круглих, еліптичних і зігнутих волокнах. Визначено поляризаційні поправки до скалярної сталої поширення. Побудовано модель зігнутого волокна як ефективного прямого волокна зі збуреним профілем показника заломлення, яка одночасно враховує вплив геометричних факторів і фотопружності. Проаналізовано моди еліптичного та зігнутого волокна і радіуса кривизни. Досліджено конверсію спінового й орбітального кутового моменту в однорідному і неоднорідному оптичному вихорах, а також LP і CP-модах в еліптичних і зігнутих слабонапрямних волокнах із довільним профілем показника заломлення. Одержано рівняння безперервності із правою частиною для кутового моменту та класичного спінового (поляризаційного) лінійного моменту електромагнітного поля, а також рівняння зміни потоків кутового та спінового лінійного моментів крізь поперечний переріз волокна.

  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

Удосконалено метод вейвлет-перетворень для обробки сигналів у відкритих оптичних системах зв'язку, зокрема, у разі впливу шумових і зосереджених завад різних типів і за різних співвідношень сигнал/шум. Запропоновано новий метод побудови лазерної антенної решітки, яка у порівнянні з відомими має більш вузьку діаграму спрямованості лазерної системи за достатньо низького рівня бічного випромінювання, що забезпечує підвищення енергетики лінії. Вперше запропоновано використання просторово-часового доступу у відкритих оптичних системах зв'язку, що дозволяє забезпечувати багатостанційний доступ з багатьма кореспондентами. Розроблено новий метод аналізу якості вейвлет-обробки оптичних сигналів, заснований на зіставленні графічних фрагментів вейвлет-спектрограм.

  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

Дисертація присвячена питанням забезпечення необхідних якостей робочих поверхонь фільєр та дорн-пресформ завдяки раціональним технологічним параметрам, особливо на фінішних операціях, що сприяє підвищенню довговічності цих інструментів та якості волоконно-оптичної продукції, що виробляється. Розроблена модель для вивчення термомеханічних процесів, що супроводжують операцію шліфування робочих поверхонь інструментів, дозволяє одержати критеріальні співвідношення, технологічна реалізація яких дозволить запобігти дефектоутворенню на оброблюваних поверхнях, тим самим сприяти підвищенню їх довговічності. Дослідження впливу шорсткості робочих поверхонь інструментів на відшарування покриття від оптичного волокна дозволили установити межу величини шорсткості, нижче якої можна запобігти явищу відшарування і тим самим забезпечити необхідну якість оптично-волоконної продукції. За встановленими критеріями визначені фізико-механічні властивості інструментального матеріалу, технологічні заходи для одержання якісних заготовок. Алмазна обробка робочих поверхонь фільєр та дорн-пресформ кругами, параметри яких та режими шліфування чітко детерміновані властивостями твердих сплавів, дозволила підвищити довговічність інструменту.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання розробки технології виготовлення мікролінз з рідких композицій методом фотополімеризації лежачої краплі з заданою фокусною відстанню для потреб оптоелектроніки. Запропоновано лабораторний пристрій для виготовлення мікролінз і програмне забезпечення для їх тестування. Розраховано межі застосування методу фотополімеризації лежачої краплі для виготовлення сферичних плоско-опуклих мікролінз. Доведено, що для крапель з сферичною поверхнею контактний кут не залежить від їх об'єму, хімічне осідання не спотворює форми, якої набуває крапля. Розроблено метод прогнозування та контролю фокусної відстані мікролінз як функціональної залежності радіуса кривизни мікролінзи від об'єму краплі.

  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