автореферат диссертации по электронике, 05.27.03, диссертация на тему:Магнитооптическое взаимодействие в волоконных световодах в условиях пространственного синхронизма

российская шдешш path

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗШШ ÎÎ-1CTHTÎ7T PARKQTEXHISM И ВЛШРОНШ

На правах рукогоюн

БУЛШ Алексей Николаевич

0/

W í

¿S^H»--

г

1!АШГГС01ШРШШ03 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДАХ В УСЛОВИЯХ ПГОСТРАНПЕЕНЮГО СИНХРОНИЗМА

(05.27.03 - Квантовая элактронпка)

АВТОРЕФЕРАТ диссертация на соковаяиэ ученой степени :сандядата фязпко-изтаьэтвчеоаяз: паук

©разино - Ï9S2

Работа внполшна в Иаотьтуте ¡радаотехаюш в адеитрогшки

Ш СССР

Научней руководнтегаг ведущий шущшй сотрудник,

кандидат Фазкко-иатакаткческих вдук С.Н. Антонов

Официальные огшовэнты: доктор фазЕко-иатематкчаскюс наук

О.В. Лисовский, кандидат технических наук, В. В. Елыш

Вэдувдз организация: Иоскоеокдй физико-тежнизескнЗ

инотнтут

Защита диссертации состоится 27 гарта 1992 г. в 11.30 на засэдания СпэциаЕиэвроваивого Скгвега Д002.74 04 в Институте радиотехники и вявктроашш Российской акадешш наук по едрэоу: 103 507, Москва ГСП-3, проспект Маркса 18, кокфзрекц-зая Института радиотехника эязктро ишвд.

С диооертадаей ионно озсакоиитьон в библиотеки Института радвотехннкн г эяектро нюш РАН.

Автореферат разослав февраля 1992 г.

Учений секретарь СпециаяиэЕрованЕого Совета кандидат физюсо-матештиадскиг вдук

т. В. Бухтваро!

^даяьЩййЛёУЗг. Развитие зонокошю-оптйчзоких орвдстэ связи я практические потребности совреьэаного пронзводотва сттаугвруют многочяслэееш исследования по использованию различных внэшшп воздействий на эолоконныэ оштоводы, Цагвитооптичеокой взалмодеЯстана в волоконных световодах является вакянм направлением таких яослэдо-ваний. Волоконлнэ сватоводн могут обеопачить большие длина взаимодействия свата с шгшпнна полей, а намотка световода в яатупки позволяет создавать компактные ¡гагннтооптичеокиа эяемэнтн, которнв ыогут быть использованы для создания различных. волоконных устройств: волоконно-оптических датчиков магнитных полай д токов, волоконно-оптических Фарадеавокзх изоляторов, волоконных иодулнто-ров состояния поляризация свата. Оптические датчики иагнитанх полай представляет практический интерес из-за их вноской пошхоаащлэп-ности, поскольку состоят лиеь нз диэлвктр354ескях кошоьонтов п 23

реагируют на элегггрлческиа пола, п находят широкий круг щишеноняй дал контроля в различных процессах, связанных о бояьпимн элактряческиш! токамн.

Надавила успешнка разработки специальных световодов о П02Ш2НННЫ оначаняем постоянной Барда такяэ подтверждает актуальность исследований по щгнитооптичаокоыу взаимодействия в компактных катушках из волоконных световодов.

Проведение теоретического анализа распределенного магнитооптического взаимодействия а однсиодознх волоконных световодах в условиях рэгулярного двь'эйеого и кругового двулучепрелсыявняя. Зкспвртаэнтальное посаадованвэ оптических свойств водоконша световодов а условиях регулярного изгиба. Разработка экспардаэнталъних ¡гатоднк а исследование распределенного магнитооптического взазшодайотвая в катупках из

Е0Й0К0НШ2 ошговодозз,

1. Установлено, что в ешшкн от воздействия на сватово, низкочастотного шгнятвого пола, когда сущаствубт едЕнотвагао! условие ошсфоназза, пра воздаЁскши виооиоядототтго тпп чхая зт22 усяавиЗ увеяшйшавтся. Найдзкк три основные услови. оие^роннзщ, которые шгут ВШОДШТЬСЯ пра ЕЕСОКОЧаОТОТВО! взаимодействия а эавлспкости от частота иагяитиого созш.

2. Разработана акоперЕыэнтааьная ьэтодана кзуиотая эффзктов индуцзз ровагшого изгибом световода двуггузелралоькекия и щгшггсоетячаокоп вэатвдэйствая, основанная на спеатральвыЕ взизрзшшх.

3. Вдэрвыэ реагизозавс вноокочастотное шгштгооатшеокса взавуо-дэйствеэ б вогоксшюм световода о квдуцаровашюй анизотропией. Дл: иагЕЗтиого полз с частотой 60 я обычного кварцевого сватовсд! зарегистрирована дза иакмвдш ьлапштооптзгсаского взавмздействиа, соотвзтствувщаэ даун условиям синхронизма.

1. Показано, ч*с пргз пзиэраюшг яалайиого двугутагфзлоетешш, кдку зщювашзого вагпбои световода, по иатоду с2:аш:ровакзя пояяризацвон ного спектра, взобходннэ ^штгнзагь диспереиз фотоупругоств Штерна га световода, поскольку баз этого утата взгэрезпш дазт завшеиноа значаща ягшзйного дзузуаепрзяокленая Сдля кшрдавогс световода на 20 8 Ера л = 638 вм).

2. Разработана новая ызгодака Емюронгя величина дихротаиа изогнутого световода, ссновзязая ла згспояьзоЕашгл 2ав:юи;.:оста врацатель' вой способности ептзчзокз ектиззого крзстаинш от длина воянн света:

3. НаЗдана ковкретнкэ условия скагронаэаа, которыз ттут вшгол-ватася пра гвсохосастогсои в8аяшдэ£ствЕЦ з аавнокшсти от частот;

еигюгшого поля з взапшжз яаправжзанй рзсяроограпэйкя озета а

.'дгш5те0г0 поля..

4. Предяопша конотрушы нового волоконного ^гкнтооптнчаокого СЗЧ модулятора состояния пояарпзацзш сеэта.

5. Првдяокзна и рзалнзозана экспзркгэнтаяьная изтод-ака спэктраяъша азизренай распределенного 14аги.тгооптвчэоного взаимодействия в волоконных свэтоводаз.

5. Разработаны рэзшгашэ чувствзталыиш ыагнятеоптячзокиа элакэпты о длиной световода до 10 и. Проаэдан анализ я азмэрэш;о твипвра-гурной иувствитзгьяоотл шгнятооптачаского эявмзкта на основа вварцэвого сзетовода.

7, Предложена я наследована пяоокэл конфигурация чувствительного зяешнта. Прэдяокая катод наотройкл кагшггосптЕчоокога злз^эота на задашгуа длину волна света.

8. Ка основа волоконного иагшггооптачоокого эяеиэнта о шщуцл-ровакнки двулучвпрзяоилешза создан п ясслэдовав датчик «агнзтнзх полой.

1. Проводан теоретический анализ раопрэдэлзнного ыагнитооатпческого вэатаодайствня в волоконная овотоводаз в условиях аллейного и кру-вого двулучргграаоцданаэ. Уставовя&но, что а отгшщш от низкочастотного иапиггного пола» когда сущзотвуэт здаяотаэняоэ узловпз синзроаизш, при возд0йотвш1 внаокочастотпого полз число зтшг условий увешшшаэтсяэ Найдотш тра освовнш условия огаггрсяязьи, которнз могут вняолнзтьоя оря вь'оокочаототнон взаимодействии б эавгстзотз от «астоти ютнитного полз.

2. Разработана экспертизкталъкзя иэтодика кэучзшя зффзктоз отдуцг-рованлого кзгнбо« свагоэода дзунучапрзяоизгангз я магеттооптшзокего

взаимодействия, осноааннаа на спентральшх Езхирзнкяг. Показало, ото оцектраяькаа характеристика волоконного ыагннтооптлческого одошнта адекватно отражает его освозкаэ параметры: однородность индуцированного двуяучепреломсевкя, нрадэльнув чувствительность.

3. Впервые реализовано высокочастотное ыагннтооптЕчеокоо взапко-дайствш ь волоконной световода о индуцированной анизотропией. Доя магнитного coca о частотой 80 МГц и обычного кзарцевог световода зарегистрированы два иаконмуыа ыагнитооатичеоког взаимодействвя, соответствувдиа двум уоловваи сянхронизта.

4. Разработаны различные чувствительные гагнитооптическиа эяешнть с длиной световода до 10 и. Предложена плоокая конфнгурацш чувствительного элемента. Предяоявн метод наотройкв иагнтсоптачаа-кого влеывнта на заданную длину волне оввта.

¿П£0б§дяя. Основные научные результаты работы докладовалнс! на Всесоюзных конференциях но волоконно-оптическим датчикаи i преобразователям в г.Севаотосоаз в 1969 я 1990 годах, ш республиканском научно- технической сешпщре в г. Веныда в 1990 г., на научны; семинарах в КРЭ АН СССР.

Цатериалы дисоертацни опубликованы в 9 научных работах, списо) которых праведен в конце реферата. В работах, выполненных совместнс о соавторами, личный вклад диссертанта оостоит в непосредственно! участия в разработке акопервиэнтальннх штодих, в проввдеши ахаврвтзтов, в обработке в физической интерпретации получение результатов, в проведении теоретического анализа, а такке з написании статей в докладов.

Диссертация состоит из вводвння, четырех глав, заклгчешш i

5гшока литературы. Общий объеы составляет 81 страницу, вишчая 22 эиоунка. Список литературы вклачавт 04 наяиэновавия,, СОДЕРЖАН Я В Р А В О Т Н

Во_вз§£§ниа даатся обзор основных работ по вослэдованпям иаг-зятооптичасхого взаимодействия э волоконных световодах и обоонови-зается актуальность исследования ыагквтооптачеового взаимодействия в условиях синхронизма. Приводятся основное научшэ результата, зфориулированзке з вида полоаэшй, заносимых на защиту.

Певвая_глазд аоовящзва' исследовании ззыаненЕЯ оптических звойств оветсводоэ при их намотка в цилиндрические катушка »алого яиамзтра (7 - 20 к.;). Дается обзор литературы по этим вопросам.

В п. 1.1 рассматривается оановнна тигш и понаряэациошшэ свойства одпоиодовых оветозодоэ.

В п. 1.2 рассмотрены изшнанзя оптических свойств сватоводоэ при изгибе я ваиоткэ в цилиндрлчэскеэ катушш.

В п. 1,3 рассматривается иэмэрэзвэ величины индуцированного дзулучепрэяоыявния иэтодом поляризационных спектральных пзнорениЯ. Установлено, .что з зтои оаучаэ при опрэдалеяия величины линейного двулучепрэлоылешш необходимо . учитывать дноперсзш фотоупругости шзтариаяа световода. В частности показало, что баз атого учета величина изшрэнного линейного даулучепрэлошензя оказывается завышенной (дяя кварцевого оватовода на 20 % при = 638 ны). Оризодятоя. результаты расчета'а азизраавй величины индуцированного дзулучепрелоияеиия для сватоводоз наштанянх в хатускн диаиетрои 8, 10, 12, 14 и 20 ка.

В п. 1.4 приводятся результаты нацарапай величины дошшпитеяь-ных оптических потерь вызванных изгибоу свэтоэода. Зкспзримантаяьвс показано, что кыается спектральная область, в которой ггря

одномодовом режиме величина потерь минимальна, причем опехтралыю местополоиваие этой ©бааоти определяется радиуоом изгиба г значен® ей длины волнк отоечхЕ кодн для прямолинейного световода (для типичного световода потери шл зяачеяие менее 0,05 дВ/м пр радиусе изгиба 6 мм и 0,07 дВ/и при радиуое изгиба 5 мм). Раэрабо тана новая методика изкзрения величины дихроизма изогнутого овето вода, основанная на яопояьэовавия зависимости вращательное способ воотв оптичеоха активного кристалла от длина волнн овота. Дч световода намотанного на хатушху диаметром И ми в спектрально облаотя минимальных потерь дихронзн практически не ваблвдаатса, при потерях 0,3 дБ/и коэффициент линзового днхроичиого поглодали равен 0,003 ыГ*.

Ё831§Л поовяцена теоретическому анализу ыагнитооптичеоког взаимодействие в анизотропных волоконных световодах.

В п.2.1 рассматривается уравнения связанных иод и проведе теоретический анализ магнитооптического взаимодействия одномодовом световоде о линейным я круговым двуяучепреломленивы хоторый находится в магнитном поле о не равной нуля проекцией пол на ось световода, иэменяшиэмся в пространства и во времени, приближения малой эффективности взаимодействия получены выражен» ошвоиваадиа изменение подовых амплитуд. Установлено, что наряду условием синхронизма для обычного Фарадеевокого вращения, которс ооответотвует равенству скоростей оптической моды и фазовс скорости изшненнн магнитного поля вдоль световода,

4 - О ' v « О,

где ч ■ 2 к / А о » 2 tr *ш * и А - частота и пространотвенв период изменения ыагннтного поля вдоль световода, v - группова скорость распространения оптических иод в световоде, ери наличии

* . '

юетоводэ двупуаепреяомяеяяя РвР1-Рв»СР1» Р, - постоянный раопростразевзя собственна! опяпеокях мод) лшэтоя еда три условия ; 1роотранотвеннаго (фазового) сяшрозазна: '

ч - р - о / v - о, ( 1 > ' i

ч - р ♦ а / V « о, ( 2 > |

Ч * Р - О / V • о, < 3 >

оря выполнении которшс будет иметь аэото яаябояьгое изменение ашлзтуд оптических иод под воздействием шгннтяого поля. Уоловяя ожаронязыа ( I ), ( 2 ) являйся обобщенней известного условия ' ошпронизма для анизотропного одаоиодового световода я постоянного иагнятвого кола, а условие ( 3 ) имеет место лит дав пвреиввннх 1 магнитян* нолей (су.рис I).

Для оотнчвахой ояотвмн, состоящей яэ яатушш из оветовода я ' поляризационного анализатора, получено выражение эффективности | иагнитооптичоохого вэаямодейотвая, которое определяется хая часть коэффициента пропуохаявя оиотемы, зависящая от магннтвого поля.

6 п. 2.2 результаты общего раоомотрения иопольвуигся для анализа магнитооптического взашодвйотвня в яшшндричеоюа катупшах на световодов, в воторгп линейное двупучапреяомлевие нядуцаруетоя изгибом световода при его намотка в катушху. В етом случае пространственное изманениемагнятного поля вдоль, оветовода мокэт внзн-ватьоя как изменением раополоавняя световода относительно заточника магнитного поля (о периодом, равннм дляве вятка Л ), так и волновым распространением магнитного поля вдоль световода (о воянсвны числом ч,), поэтому в соотношениях ( 1 )-( 3 ) ч оледует згмэнить на 2 п / А ♦ ч,, где знак завкоит от направления распроатракэняя овета по световоду. Таким образом при высокочастотном взаимодействии уолоаиа оянзронязма макет тага® эавпоеть от взаимных насравгений

R, mm

Pko.I. Завиоккость частот сннжронЕзиа f от радкуоа изгнб, световода R для световода дваштром 100 шш в длины вол

света 0,63 та.

распространенна свата в магнитного поля.

Приводится результаты расчета зависимости вффзктивиос шгннтоостгчеохого взаимодействия от длины волна света, < ахояаяьвой ориевтацнин магнитного пола относительно катушда, i частоты ыагнитного поля. Показано, что с повышением часто' магнитного поля, ааввсшость от его аксиальной орвентацин исчезав'

Раосвзтрана конструкция нового волоконного магнитооптического СВЧ модулятора состояния поляризации сзэта, оснсвнаии злбыевтами которого авлавтся коаксиальный СВЧ резонатор и катушка из световода, расположенная шзду центральный и внвении.проводниками резонатора. Для кварцевого оватовода диаметром 109 мкм, намотанного на катушку диаызтрои 10 ии и длина волны овета 0,63 ■ шт из (3) следует, что частота синхронного взамодействия Судет около 10 ГГц. Для оветовода длиной 10 н полоса оинхронизиа составит около 10 МГц.

Глав§_3 посвящена экпериыентальноку исследований магнитооптического взаииодействия в катупгках из волоконных световодов.

В п.3.1 рассматривается экспериментальная методика спектральных изиереиий распределенного иагнитооптического взаимодействия в волоконных световодах. Приводятся измеренные зависимости величина иигнитооптического взаимодействия от длины волны овета (ом. рис.2). Показано, что спектральная характеристика чувствительного элемента адекватно отражает его оонсвныэ параметры: однородность индуцированного двулучапрвяошгенис, предельную чувствительность.

В п.3.2. рассматривается штодика и результаты впервые проведенного эксперимента по исследовании вноокочаототвого магнитооптического взаимодействия в волоконной оветовода о индуцированной анизотропией. Для магнитного поля яэиеняиствгося с чаототой 80 ИГц и сйнчного кварцевого оватовода достигнута эффективность взаимодействия около 0,3 5 при управлявшей СВЧ мощности порядка 0,5 Вт. Приводятся зависимости эффективности магнитооптического взаимодействия от парзиатра растройки синхронизма т = < я - 4 ) и, (где в - величина линейного дя/лучепреломления, а с - длина световода!, или тешзратуры световода, для магнитных полей язьэнявдихоа о частотой 100 кГц и 80 МГц (ряс.З).

Рис.2. Зависимость эффективности магнитооптического взаимо-дейотвия с: длины волан света для катушки диаметром 9,0 мм из световода дааыетром 115 мхи и длиной 3,0 п.

В последней случае, получены два максимума эффективности взаимодействия, а полном ооотвэтотвим о условиями ашаронизма ( I 5 и С 2 ). Основой эксперюганта являлись ususрения эффективности взаимодействуя в зависимости от величины индуцированного двудучяпреломдени! на nocTosEHofi длина волны свата (0,63 ыкм) в условиях низкочастот ного и вкоозйодототного магнитного ноля. Перестройка величии н&аадеакого дьуяучбпрелоыЕвниа осуществлялась изменением натяхени: и температуры озетовода, посредством намотки световода на медвы стердень дваиетром 8 wvs, температура которого изменялась от 20 д 70 С посредством нагревателе раополовенного внутри стержня

Рио.З. Зависимость модуля эффективности магнитооптического взаимодейотвия |Т|иот температура стэржкя Сили параметра раст-ро&ки синхронизма т) для магнитного поля с частотой 60 МГц (непрерывная кривая} и частотой ICO кГц (пунктирная кривая).

Попользовался световод длиной 3 м, о диаметром кварцевой оболочки 100 мкм и диаметром сердцевины: около 4 «км. Кагнитное поле возбуждалось системой из двух параллельных медных проводников, закороченных о одной стороны я подкжиенных к коядонеатору о другой. Кевду проводникама располагался иадный отергень о намотанным на вем световодом. Сиотеыа проводники - медашй отераеш. - конденсатор образовывала колебательный контур, настроенный на частоту 80 ИГц в на участки световода вблизи проводников действовало переменное вооокочастотиое магнитное позе.

Глав§_4 поозящена рассмотрению вопросов оввзанннх о конструкцией, характеристиками и яозмоякыхш приизнензамя прздлоганнга а работе магнитооптически! чувствительных влешнтов на основе катусзх из волоконных световодов.

Вн. 4.1 рассматривается прздлоаэнная в работе плеская конфигурация чувствительного элемента на основе катушш из световода о плоскими участками. Такав конструкция дает дополнвтзпь-нда возможности • по реализация распрэдалааного магнитооптического взаимодействия на больвой длине: прямслинейннэ участки катушки обеопечизахгг высокую чувствительность к магнитному пол», а изогнутые обасгсечиваьт пространственный синхронизм. Увеличение

дазшн пряиолшейких участков катуики на приводит к оутдаяик

»

спектральной полоок синхронизма и на связано с потерями на изгиба! световода.

Предложен метод настройки ¡мгннтоаптячэокого элеыэвта не заданнув длину волны свата. Для этого изготавливаатсс ЦЕЛяндрнческав катушш больюго диаштра (используется мягки* каркас), затаи ока полечатся извду пяастинакн п зазшаатся дс необходимой величины зазора Фиксация каркаса осуярствляетаг приклейкой боко5ш пластин. Контроль производится непосредствен»« с лазэром о иупной длиной волны света по максимальной величин! екглалэ, пря атом., чувствительная злаьэнт включен в обнчну] поялрйззкиооннуй схему и раз1!эгзн в переьзтюм ьагниткоы поле. Вал: разрабо%акы раз,тачкна чуватзитэяькнэ магнитооптические зла&анты < длиной озэтовода до 10 и. Огранжэние на длину световода связано < неоднородность!) тоагрши пластиковой оболочки сватовода по его дайн! в неоднородность?) натяванад при наиоткэ сватовода в катуаиу,

В и. 4.2 прЕведонк рээугьтатк анализа з изморекая тешературно:

1увотвитеяьнсстк иагнятооптичеокого злемзнта ка основа кварцеэсго зветовода. Изменение температура иэкяот оптические парапету ззетовсда, влииет на иехаккчэякие нагсряшзнкя в систем световод -мастиковая оболочка - каркас, что сказнваотся за величине изведенного двулучепрзяопдгеяия я приводит к изменение длины золны зянхроннзка. Для экспериментов попользовался маглитосптичэскйй эленент из типичного кварцевого олноиэдового световода Сотсечка i-Ptl иодн на 0,6 мкн) о диаметрами: но кварцу - ПО ккм, по мастиковой оболочка - 215 мкы, катувка содержала 85 витков при вуммарной длина оветовода - 4.5 м. Ширина основного иакоиыума зоответотвоваяа расчетному аначеннв, следовательно, игдуцировгнное изгибами дзупучепрелоыленке было достаточно однородно по длине воего оветовода. В диапозона температур 40 - ЮО'С сдвиг максимума эффективности магнитооптического взатюдэйотвия при изменений температуры не превышал половины спектральной ширины гекоииума (2 ни), н в этой температурной диапоэонэ конотрукцаа чувствительго элемента обеопечивает удовлетворительна твркоотабидьнооть, однако в диапозона от -20 до 15*С максимум эффективности , магнитооптического вэакшдейотвия оызиилса на 13 ни, что, по-вндниому, вызвано в пэрвуп очередь резким изменением упругих свойств пластиковой обопочки световода нэ зпоксиакрияата о понижением температуры.

В п.4.Э рассматривается возмоаннэ применения волоконных магнитооптических элементов. Использование катупек из световодов в качестве чувствительных элементов позволяет создазать подлостью волоконные уотройотва н тем оамны избегать аеобходиностз разрывов оветовода, как ото ишет иасто в датчиках мггнатнк полей н фарадеевоких яэояяторах о ионольэованиеи в качеотвэ чувствительных

элзкЕзятоа материалов о большой постоянной . Барда. Проототг конструкции - другое полоаатальЕоэ свойство таких кагвитоош'гчэакЕ элементов.

Датчзки иагнитшк покей - одно кз перспективных приза кекиз разработанных чувствительных эяашктов. На основе чувствительное здешнте из плоской катугаш из оветовода длиной 4,5 и бш наготовлен какат датчика кагяетвсго поля, соотоящэго из: лазара (< длзной вслнн 0,63 мки к иащноетьа I кзт), катушки из свэтоводз, поляризационной празш, разделявщзй выходноо излучение на два луч; с ортогональными поляризациями, двух фотойриемников. В поразило* магнитной псле о частотой I кГц, отношапаа оягнал-шуи адашзд соотвзтстзовале пола 5 10"* 3.

*

' Оптические изоляторы - устройства прояуокаадга сват в прямо: направлении с каднми потерями и Зяохирувщвэ его проховденке ] обратном запраэкаиин - другое воэдояпоа прзизнашш раэработаннн: чувствитэяьных элакэлтоа. Пришняюгся для подавлэния распространен;-; отрахышого в оптической сиотеиэ овэта в обратной направлении, например для устранения влияния отрадаеного овета на лазерню источник. Предложите использовать плоокуа катушку из овэтовода, : которув вставляется плоский постоянный магнит о полосам: расчовоязннгми вблизи изгибов световода катушка так, что оияовы* линии направлены вдоль оси световода на большой части ввтк, кагуижи. Для пояучзния поворота плоскости поляризации света на 45 при использовании катулткн из обычного кварцевого световода дяивой 5 и траСуется, чтобы световод находился в пола со средне; ваяряжннэотьт) 750 - 1000 Э, что лэгхо достигается при пспо£Ы!05Я1шз постоянных шгЕитов на основе редкоземельных сплавов Точная настройка на угод врая$екия плоскости поляризации в 45° мога

>оуг£ствяяться перошщзниеи магнита внутри катуакн.

Использование световодов с повнгазшшы значением постоянной 5зрдэ (з настоящее зрскя ао луча пи световоды о соотогкной Бердэ в 30 >аэ больш, чем у световодов пз плавленного кварц-) поэрслят »упзственно уяучишть характерном волоконккх магнитооптических ¡лекзнтов и раопмрнт возшэшэ их применения.

Р-ЗЗ!????!™55 приведена ооновнне результаты диссертационной заботы:

[. Разработана мзтодяка п создана экспериментальная установка для юляризацнонкнх спектральная измерений основных оптических тарак-геристкк волоконных световодов намотанных в виде катушек: величина шдущфовапкого изгибом двупрэлоиления, дополнительных оптнчзсках !сгерь.

I. Показано, что при изнареняях линейного ДЕулучепрэлоиления ивду-зировавного изгибом световода по ьгзтоду сканирования поляризацион-:ого спектра, необходимо усштшзать дисперсна фотоупругооти штериа-га световода, поскольку без этого учета нзизрвняя даст зазытанноа , «яачеяие якяе&гсго двулучепрелоилекая (для кзарцэвого световода на >0 % при * 630 ни).

!. Зкспвргагзнтальяо показано, сто для сптетеоют потер*, вызванных 1згя5сл световода сущэсувузт спектральная область, в которой при ¡даоиодсвс« релгиэ велячяиа погэрь ¡отшмальеа, причек спектральное ¡еетопояотапзз этой сблаотп определяется рздиуеои изгиба и !натен::з:-' длзка волны отсечка 1-Р5, кода для Еряьзолинэйного сьотэяода для типичного световода потери гагэлл знячендо ивнав 0,С5 дБ/ч яря эадиусе аэгяба 6 а 0,07 дВ/ы при радаусо изгиба Б аО, 'заработана новая ызтоднка нзи&рэнза зеяячкян дкхгоезщ изо гну-

того световода, оовованная на использования завасшоотя вращатель ной способнозти оптически активного кристалла от дяинн полны света Для световода намотанного на катушку диаметром 1С ш а спектрально сбластй мшшмальши потерь дяхроизм практически нэ наблндаетоя при цотерчх 0,3 дВ/ы коэффициент линейного дихрокчного поглощзнг равен 0,005 и"'.

4. Проведан теоретический анализ распределенного иагнитооптическог ьг.шй&дзйсгвип в волоконних световода! о линейным и круговв дзулу^епрс-яомпенпем. Установлено, что ь отличии от низкочаототног магнитного поля, когда для данной катушки световода сущаотвуе едгастЕетаое условно синхронизма, при воздействия вноокочастотшг поля число этих условий увеличивается. Найдены шеть конкретнь условий синхронизма, которые могут выполняться при высокочастотное взаимодействии ь зависимости от частота магнитного поля я Езаиыиь направлений распространения свата я магнитного поля.

5. Получено аналитическое заражение для э^фактиеностн нагните оптического взаимодействия н ое зависишсти от длины волны света частоте кагннтного поля, от аксиальной ориентацияя катуикя i относанию к направления магнитного поля, причем с покшээние чаете ты шгнйтнего поля, указанная зависиьюсть исчезает.

6. Предлозаза конструкция нового волоконого магнитооптического (Я исдупатора состояния поляризации свата.

7. Ередлояана а реализовала зхсяориадантельная катодака спекгральш нзиер^аиС распределенного магнигосптического взаимодействия в вол< ковнкх световодах. Показано, что спектральная характеристика чувст ытгельного эгежнтя адекватно отражает его освовниа параштр! однородность издуцировазвого двуярдясияозия, прздеиьнуш чувствн-тзльнаегь. модовый состав.

, Вазрвнв рэалзззовазо ззцеоночдстотясэ «атоггооотячеокоэ вэазыз-эйотанз в волоконной световоде о Еядуцуровакной анизотропией. На аотото «агшггного попя 80 МГц достигнута эффективность заииодействий око по 0,3 % прн управлявшей СЕЧ иощностт порядка 0,5 г при использования обычного кварцевого световода. Разработаны розанчика чувствительные иагннтсоптиччспЕэ эле^нты длиной световода до 10 н. Проведзн анализ н нэшренве ■ешературной чуствнтаяьноотн шл'ялтоооткчаокого элемента на основе ¡варцзвого свэтовода.

;0. Првдяовена и нссяэ/'ована плоская конфигурация ^гувотвительного шеканта, которая дает дополнительннэ воэмогностк по реализации ^определенного щгннтооптлческого взатюдеЯствля на большой для-ю: прниояннзйнш участки катушка обеспечивал? внсокуп 1увотвнтельиооть в ьгагнятнску полз, а аэогяуткв обеопечяваот фоотранствэнннй сингроназк. Увеличение длани прЕиолинейныг участков катушки не приводит к сужзию спектральной аолосн зннхронззиа я нэ связано с потерям на изгиба* оветовода.

11. Прэдлоязв катод наотрсйкн магнитооптического олаизнта на, заданнуи длину волны овэта.

12. На ооповэ волоконного магнитооптического элемента с индуцированный дьулучепрзяоынениби ооздая я нсслидован датчик кзгнктнкж полей.

Ооповнш результаты диссертация опубликованы в следупщят работах:

I. Антонов С.Н., В улик А. Н. Спэктраяьикэ аарактерпотгни озетояода намотанного на дашидр ыалого дгаштрз // Оптзха я спектроскопия. -1889. -т. С7.-3.8. -с Д374-1379.

-202. Антонов С.Й., Буинк А.Н., Гуляав D.B. Цатнитооптическоб веалмо-Д£207М0 h БОКОКОВИЫЗ ССОТО^ОДАЗ // Г&анТОВЗЯ ЗЯЭВТрОЕХКа -

im - t.Ig.-D И.-0.23Й-2316. 3. hm от* С.Н., В/гвк А.Н., Ватой» П. У., Охардпн Г. II. Енсокочао-тотнаа щгялтоопткха волоконянх свэтоводов // Квантовая зяоет-рокака - 1550.-т. 17. -1? 7.-0.829-834.

4- Антонов С.Н., Sy-iixt А. И,, Взтсшо П.И. Бноокочаототкоз шпшто-оптячискоо BsaEiiOÄ3ßoTBH3 в волоконной световоде II Письма ЕГФ - 1989.-V. 15.-в.б.-о.76-80.

5- Антляоз С. Н., Вузвн А.Н. Нагяатооцтика волоконных световодов. Прапрнкг ИРЭ АН СССР, g 7 (603), П., 1939.

S- Антонов O.K., Булях А.Н., Котов В.И., Ревенко О.П. Чувствительней вледаят волоконно-оптического датчика магнитного поля. Тезисы докладов сеюшара "Оптические датчик® физачеоки: Еегичип" - Кажииэв, J.990, о. 22-23. 7- A.C. 1542282 СССР, ЗШИ5 в 02 г 1/03 Уодулятор опткчвског пздучеаяя / Ihtohqb С.II.,Бужок А.Н.,Котов S.U., Шкзрдо Р. И.,

i/урзабулатов К.Т. (СССР).- Зс.:ая В. Антонов С.Н., Булюк A.B., Котов B.Ii. ©арадеввока! аояокоинс-оптичеокий датчик ¡гагнитного поля II Квантовая электроника - ISb'I. -т.18. -JJ I. -о. 122-124. S. A.C. 1626229 СССР,ИКИ° а 01 и 33/032. ВолокоЕНО-оптичао! чуво\вительннй слакант датчика магнитного поля I Антонов С.Н., Булан А.Я,, Ватоаио D.U., Есаев B.C., Koros В. И. - 4о.: из.