Теоретически исследуется задача о генерации второй гармоники (ГВГ) в одноосном нелинейном кристалле. Основное внимание уделено оценкам влияния величины волновой расстройки на эффективность ГВГ. Представленные результаты показывают, что оптимальное значение волновой расстройки существенным образом зависит и от мощности, и от выбранного способа фокусировки лазерного излучения в нелинейный кристалл. Предложен достаточно быстро реализуемый алгоритм численного решения задачи оптимизации волновой расстройки. Продемонстрирована возможность использования указанного алгоритма для анализа высокоэффективной ГВГ, включая ситуации, когда КПД нелинейного преобразования достигает своего максимального значения.
Currently, an increasing number of fiber-optic communication lines are reaching the end of their predetermined service life, yet the quality indicators of these lines still allow for continued operation. To extend the actual operational life of these lines, it is necessary to conduct high-quality monitoring of both the current status of all components and the dynamics of key indicators. This article proposes a method for addressing the challenge of maintaining communication network reliability while continuing to use optical cables after their warranty period has expired. A study of random values of the attenuation coefficient and polarization mode dispersion of an optical fiber, supported by actual operational data from a network segment, shows high temporal stability in the attenuation coefficient and polarization mode dispersion of optical fiber type G.652. This conclusion allows us to discuss the continued operation of optical cables after the warranty period. To analyze the key aging metric, mathematical models are used that take into account the physical and chemical properties of cables as well as the conditions of their proof-tests. Using an example related to the current state of Russian fiber optic networks, we calculate the number of emergency reserve elements necessary to maintain the reliability of their operation. Practical recommendations for the placement of emergency reserve are also provided.
Обсуждаются перспективы развития фотоники, показана значимость и актуальность проведения
исследований в данной области. Раскрыт потенциал, которым обладает фотоника при ответе на
социально-экономические вызовы цифровой трансформации. Продемонстрированы возможности,
открывающиеся при внедрении устройств на основе фотоники в различных технических системах,
предназначенных для повышения безопасности среды обитания и качества жизни человека. Рас-
смотрены структуры и устройства на базе фотоники для таких ключевых приложений как спек-
троскопия, аналоговые оптические вычисления, оптические нейронные сети. Указаны возможные
приложения фотонных сенсоров и спектрометров нового типа, раскрыты их назначение и конку-
рентные преимущества. Рассмотрены сверхточные компактные фотонные спектрометры различ-
ных конфигураций. Обсуждаются преимущества аналоговых вычислителей перед традиционными
электронными устройствами. Рассмотрены структуры нанофотоники, предназначенные для вы-
числения дифференциальных и интегральных операторов, показаны решения для задачи выделе-
ния контуров на изображении. Проанализирована концепция реализации искусственного интел-
лекта на платформе фотоники в виде оптических нейронных сетей. Рассмотрены структуры, со-
стоящие из последовательности дифракционных элементов и основанные на принципе Гюйгенса-
Френеля, а также структуры, состоящие из волноводов, взаимодействующих по принципу интерферометров Маха-Цендера. Приведена оценка мирового рынка фотоники, которая показывает, что
фотоника прочно займѐт своѐ место в индустрии будущего
Экспериментально показана возможность модернизации аналоговых приборов с помощью контроллера Arduino Uno, на примере измерителя ИЛД-2М, который был апробирован в установке для измерения влияния плотности энергии импульсного лазерного излучения с длиной волны = 355 нм на коэффициент отражения различных материалов. Для калибровки использовался измеритель энергии лазерного излучения NOVA II, с помощью которого был найден коэффициент соответствия между энергией измеренной NOVA II и напряжением на выходе ИЛД-2М. Обозначены основные
проблемы, оказавшие влияние на необходимость усовершенствования аналогового оборудования. Модернизация позволила провести обработку результатов эксперимента с помощью современных компьютерных технологий.
Представлены экспериментальные результаты по формированию сварных соединений стекла и кремния при воздействии лазера с длительностью импульса 230 фс. Приведены результаты по измерению геометрии сварных швов соединения стекло-кремний. Установлено, что при увеличении скорости сварки от 30 до 70 мм/с увеличивается ширина сварного шва от 100 до 180 мкм, в то время как глубина сварного шва уменьшается от 100 до 80 мкм. Определено, что стабильное формирование соединения стекло-кремний образуется при энергии импульса в диапазоне от 10 до 17 мкДж. В ходе проведения работы исследована зона перехода стекло-кремний с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM). Определено, что в зоне перехода образуются прочные связи стекла и кремния в результате диффузии химических элементов обоих материалов.
На основе метода поверхностного плазмонного резонанса разработана методика из-
мерения толщины растущей металлической пленки порядка 0,1 мкм. В работе при-
менен метод численного моделирования и создание на его основе в среде LabView про-
граммы управления для контроля процесса роста металлической пленки по ее
оптическим параметрам. Показано, что метод является пригодным для его применения
при управлении процессом получения пленок с повторяющимися оптическими свой-
ствами. Возбуждая на поверхности пленки плазмон поляритонные волны и регистрируя
резонансное взаимодействие поверхностных плазмонов с поверхностной электромаг-
нитной волной, получают отклик в виде оптического сигнала. Анализ характеристик
резонансного отклика дает возможность корректировать ход процесса напыления