Research Seminar "Fiber Optics"

2024/2025

Academic Year

RUS

Instruction in Russian

Delivered at:

Joint Department of Quantum Technologies with Prokhorov General Physics Institute (RAS)

Course type:

Compulsory course

When:

3 year, 1, 2 module

Instructor

Лихачев Михаил Евгеньевич

Программа дисциплины

Аннотация

В семестровом курсе «Волоконная оптика» рассматриваются базовые понятия работы с волоконными световодами, модовый состав, дисперсия, методы изготовления. Подробно обсуждаются волоконные брэгговские решетки и другие компоненты волоконной оптики, физическая реализация лазерных волоконных систем, нелинейные эффекты в световодах, а также физические явления в специальных волокнах, включая полые волоконные световоды. Отдельно обсуждаются различные типы интерферометров на основе волоконных световодов.

Цель освоения дисциплины

• В семестровом курсе «Волоконная оптика» рассматриваются базовые понятия работы с волоконными световодами, модовый состав, дисперсия, методы изготовления. Подробно обсуждаются волоконные брэгговские решетки и другие компоненты волоконной оптики, физическая реализация лазерных волоконных систем, нелинейные эффекты в световодах, а также физические явления в специальных волокнах, включая полые волоконные световоды. Отдельно обсуждаются различные типы интерферометров на основе волоконных световодов.

Планируемые результаты обучения

• Знать базовые представления о волоконных лазерах и усилителях
• Знать основы современной волоконной оптики
• Даны представления о стандартных световодах и существующих конструкциях нестандартных световодов

Содержание учебной дисциплины

• Общее введение. Принцип работы волоконного световода. Закон Снеллиуса. Световод со ступенчатым профилем показателя преломления. Апертура волоконного световода. Электромагнитная волна. Длина волны, частота, волновой вектор
• Моды волоконного световода. Одномодовый и многомодовый режим распространения света по сердцевине волоконного световода. Длина волны отсечки
• Межмодовая дисперсия. Хроматическая дисперсия: дисперсия материала и волноводная дисперсия
• Поляризация света. Двулучепреломление. Анизотропные световоды. Поляризационная модовая дисперсия
• Методы изготовления волоконных световодов. Технология MCVD, вытяжка волоконных световодов, прочность световодов
• Фоточувствительность волоконных световодов. Волоконные решетки показателя преломления: основные типы, свойства, методы изготовления, применения
• Волоконные компоненты и устройства на их основе. Волоконные интерферометры
• Волоконные лазеры и усилители. Спонтанное и вынужденное излучение, поглощение. Инверсная населенность. Время жизни. Активная среда и резонатор (Усиливающая и поглощающая среда). Однородное и неоднородное уширение. Усилители и лазеры. Лазерные схемы
• Нелинейные эффекты
• Специальные волоконные световоды. Полые волоконные световоды
• Импульсные волоконные лазеры

Элементы контроля

• Самостоятельная работа
  Самостоятельная работа включает письменное решение двух-трех задач в билете по темам пройденного материала в течение 1 часа. Возможны дополнительные проверочные работы.
• Экзамен
  экзамен в конце 2-го модуля. Проводится устно в формате беседы по программе курса. Билет содержит 2 вопроса

Промежуточная аттестация

• 2024/2025 2nd module
  0.5 * Самостоятельная работа + 0.5 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Оптика : учеб. пособие для вузов, Ландсберг, Г. С., 2006

Рекомендуемая дополнительная литература

• Теория оптических волноводов, Снайдер, А., 1987

Авторы

• Панкратова Елена Игоревна
• Ельцов Константин Николаевич