Статті
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Статті by Subject "optical fiber"
Now showing 1 - 2 of 2
Results Per Page
Sort Options
Item МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ ГЕОМЕТРИЧНИХ ПАРАМЕТРІВ ОПТИЧНОГО ВОЛОКНА З БАГАТЬМА СЕРЦЕВИНАМИ(Харківський національний університет радіоелектроніки, 2021) Одегов М. А.; Odehov M.; Татарницька І. В.; Tatarnytska I.В роботі розглядається спрощена методика розрахунку геометричних параметрів оптичного волокна з багатьма серцевинами. Таке волокно дозволяє підвищити пропускну здатність волоконно-оптичних систем передачі методом просторового мультиплексування. В основі пропонованої методики покладено поняття розподілу енергії світла у модовій плямі та допустимого рівня взаємного впливу між різними серцевинами. Розроблено алгоритмічне та програмне забезпечення, що реалізує пропоновану методику. Виконано порівняльний аналіз тріангуляційної та прямокутної структури волокна з багатьма серцевинами. Методика враховує варіанти впливу як від найближчих серцевин, так і від серцевин з дальніх шарів. Виконано аналіз стійкості отримуваних результатів до малих відхилень реальних параметрів від прийнятих в моделі. Методика стійка до малих відхилень форми серцевин від кругової та до малих вигинів оптичного волокна. Як теоретична основа методики використовуються уявлення хвилевої оптики та досить прості уявлення геометричної оптики. Отримані формули доволі прості для аналізу. Тому отримані результати можна пропонувати для експрес-аналізу складних геометричних структур оптичного волокна з багатьма серцевинами. Виконано порівняння отриманих результатів з відомими оцінками, які даються прямими вимірювання або більш складними теоріями. Показано, що при врахуванні типових значень шумів у реальних волоконно-оптичних системах передачі у волокні діаметром 200-400 мкм можна зосередити більше 100 серцевин. Тобто, при несуттєвому збільшенні габаритів оптичного кабелю можна підвищити сумарну швидкість передачі більш ніж у 100 разів. The paper considers a simplified method for calculating the geometric parameters of an optical fiber with many cores. Such a fiber allows for an increase in the throughput of fiber-optic transmission systems by the method of spatial multiplexing. The proposed technique is based on the concept of light energy distribution in the mode spot and the allowable level of mutual influence between different cores. Algorithmic and software that implements the proposed technique has been developed. A comparative analysis of the triangulation and rectangular structure of fiber with many cores was performed. The technique considers the influence options from the nearest cores and the far layers cores. The analysis of the stability of the received results to minor deviations of actual parameters from the accepted ones in the model is executed. The technique is resistant to minor deviations in the shape of the cores from the circular and to small bends of the optical fiber. The method's theoretical basis is used representations of wave optics and relatively simple representations of geometric optics. The obtained formulas are quite simple to analyze. Therefore, the obtained results can be offered for fast analysis of complex geometric structures of an optical fiber with many cores. Direct measurements or more complex theories compared the obtained results with the known estimates. It is shown that more than 100 cores can be concentrated in a fiber with a diameter of 200-400 μm, taking into account the typical values of noise in real fiber-optic transmission systems. That is, with a slight increase in the size of the optical cable, you can increase the total transmission rate by more than 100 times.Item ФЕНОМЕНОЛОГІЧНІ МОДЕЛІ ОСНОВНИХ ХАРАКТЕРИСТИК СТУПЕНЕВОГО ОПТИЧНОГО ВОЛОКНА(Харківський національний університет радіоелектроніки, 2020) Одегов М. А.; Odehov M.; Глущенко І. О.; Glushchenko I.; Дурідівка В. О.; Duridivka V.The paper considers a group of polynomial models of various characteristics of an optical fiber (OF) depending on the wavelength and chemical composition of the fiber. A method for structural identification of such models is proposed. The following characteristics are considered: the refractive index of the fiber core and cladding, group refractive index, group velocity, dispersion coefficients, numerical aperture, cutoff wavelength of the fundamental mode, etc. An analysis of the well-known Cauchy, Lorentz-Lorenz equations, Sellmeier's formulas, etc. is given in relation to the problem being solved. The applied method of structural identification provides for the decomposition of a complex computational problem into simpler ones. This technique involves the identification of polynomial models for different samples of a substance. After that, structural identification is performed by the parameter of the additives to quartz glass. The proposed method and models are tested on the example of parameter values: the wavelength range is from 0.8 to 1.8 μm, the type of optical fiber is single-mode, and the refractive index is stepped. For calculations, the tabular values of the coefficients of the Sellmeier formula for SiO2 with GeO2 additions from 0% to 13.5% were used. It is shown that the dependence of the main characteristics of OF on wavelength and chemical composition is modeled with sufficient accuracy by a polynomial mod-el. Indicators of the highest degree on two arguments can be limited to the third degree. The synthesized models have an interpolation and extrapolation error in the considered ranges of the order of 0.001%. This makes it possible to recommend them for scientific and engineering applications, as well as for solving problems of the production of organic matter with predictable characteristics. В роботі розглядається група поліноміальних моделей різних характеристик оптичного волокна (ОВ) залежно від довжини хвилі і від хімічного складу волокна. Запропоновано метод структурної ідентифікації таких моделей. Як характеристики розглядаються: показник заломлення серцевини і оболонки волокна, груповий показник заломлення, групова швидкість, коефіцієнти дисперсії, числова апертура, довжина хвилі відсічення основної моди і ін. Дається аналіз відомих рівнянь Коші, Лоренц-Лоренца, формули Селмеєра тощо. Стосовно розв'язуваної задачі застосовується метод структурної ідентифікації передбачена декомпозиція складної обчислювальної задачі на більш прості. Даний прийом передбачає ідентифікацію поліноміальних моделей для різних зразків речовини. Після цього виконується структурна ідентифікація по параметру добавок до кварцового скла. Запропонований метод і моделі апробуються на прикладі значень параметрів: діапазон довжин хвиль від 0,8 до 1,8 мкм, тип ОВ - одномодове, показник профілю заломлення - ступінчастий. Для розрахунків використані табличні значення коефіцієнтів формули Селмеєра для SiO2 з добавками GeO2 від 0% до 13,5%. Показано, що залежність основних характеристик ОВ від довжини хвилі і хімічного складу з достатньою точністю моделюється поліномом, а показники вищих ступенів двох аргументів можуть бути обмежені третім ступенем. Синтезовані моделі мають помилку інтерполяції й екстраполяції в розглянутих діапазонах порядку 0,001%. Це дозволяє рекомендувати їх для наукових та інженерних додатків, а також для вирішення завдань виробництва ОВ з прогнозованими характеристикам.