Методы повышения оптических и эксплуатационных характеристик сплавных мультиплексоров для телекоммуникационных устройств тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Иванов Дмитрий Александрович

• Иванов Дмитрий Александрович
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Иванов Дмитрий Александрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

1.1 Общая характеристика и классификация систем со спектральным уплотнением

1.2 Общая характеристика и классификация типов двухканальных мультиплексоров

1.3 Конструкции и технологии производства двухканальных мультиплексоров

1.3.1 Мультиплексоры на основе тонкопленочных фильтров

1.3.2 Сплавные биконические мультиплексоры

1.4 Конструкции и характеристики промышленных типов двухканальных мультиплексоров

1.5 Выводы по первой главе

ГЛАВА 2 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ СПЛАВНЫХ МУЛЬТИПЛЕКСОРОВ НА ОСНОВЕ ИЗГИБОУСТОЙЧИВЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

2.1 Влияние изгибов ОВ на их характеристики

2.2 Введение в профиль показателя преломления ОВ

2.3 Исследование возможности формирования сплавных мультиплексоров на основе изгибоустойчивых ОВ

2.4 Выводы по второй главе

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЛАВНЫХ МУЛЬТИПЛЕКСОРОВ НА ОСНОВЕ ИЗГИБОУСТОЙЧИВЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

3.1 Цели и состав экспериментальных работ по формированию сплавных мультиплексоров

3.3 Влияние технологических параметров процесса изготовления на характеристики сплавных мультиплексоров

3.4 Изготовление сплавных мультиплексоров на основе изгибоустойчивых ОВ

3.5 Выводы по третьей главе

ГЛАВА 4 СПЛАВНЫЕ МУЛЬТИПЛЕКСОРЫ С ПОВЫШЕННОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ НА ОСНОВЕ ИЗГИБОУСТОЙЧИВЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

4.1 Способы повышения оптической изоляции

4.2 Двухкаскадный мультиплексор с дополнительным спектральным фильтром

4.3 Выводы по четвертой главе

ГЛАВА 5 ИСПЫТАНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ СПЛАВНЫХ МУЛЬТИПЛЕКСОРОВ НА ОСНОВЕ ИЗГИБОУСТОЙЧИВЫХ ОВ

5.1 Исследование стойкости сплавных мультиплексоров к температурным воздействиям

5.2 Исследование стойкости сплавных мультиплексоров к механическим воздействиям

5.3 Варианты практического применения разработанных сплавных мультиплексоров и изгибоустойчивых ОВ

5.4 Выводы по пятой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЦИТИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

145

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

АЦП - Аналого-цифровой преобразователь ВВФ - Внешние воздействующие факторы ВОЛС - Волоконно-оптические линии связи ВОП - Вращающийся оптический переход

ВОСПИ - Волоконно-оптических системы передачи информации

ИИС - Информационно-измерительные системы

ИК - Инфракрасный диапазон

КДЗС - Комплект для защиты сварных соединений

ММ - Многомодовое оптическое волокно

МСЭ-Т - Международный союз электросвязи

НКУ - Нормальные климатические условия

ОВ - Оптическое волокно

ОМ - Одномодовое оптическое волокно

ОР - Оптический разветвитель

ПК - Персональный компьютер

ПП - Показатель преломления

ППП - Профиль показателя преломления

САПР - система автоматизированного проектирования

ТУТ - Термоусаживаемая трубка

УФ - Ультрафиолетовый

DTF - Dielectric Thin Films (диэлектрические тонкие пленки)

EDFA - Erbium Doped Fibre Amplifier (Эрбиевый волоконно-оптический

усилитель)

FBG - Fiber Bragg Grating (отражательные решетки Брэгга)

FBT - Fused Biconical Taper (сплавная биконическая вытяжка)

FTTx - Fiber To The X (оптическое волокно до точки X)

LWEDFA - Long Wavelength EDFA (Эрбиевый волоконно-оптический

усилитель для «L-диапазона»)

MCVD - Modified Chemical Vapor Deposition (модифицированный метод

химического парофазного осаждения)

MFD - Mode Field Diameter (диаметр модового пятна)

NA - Numeric aperture (числовая апертура)

OFDM - Optical Frequency Division Multiplexing (оптическое

мультиплексирование с частотным разделением)

OLT - Optical Line Terminal (оптический линейный терминал)

ONT - Optical Network Terminal (оптический сетевой терминал)

OTDR - Optical Time Domain Reflectometer (оптический рефлектометр)

PON - Passive Optical Network (пассивная оптическая сеть)

RNF - Refracted nearfield (метод преломленного ближнего поля)

SMF - Single Mode Fiber (одномодовое оптическое волокно)

TFF - Thin-Film-Filter (тонкопленочные фильтры)

WDM - Wavelength Division Multiplexing (оптическое мультиплексирование с разделением по длине волны)

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы повышения оптических и эксплуатационных характеристик сплавных мультиплексоров для телекоммуникационных устройств»

Актуальность темы исследования

Развитие волоконно-оптических систем передачи информации (ВОСПИ) происходит стремительно с непрерывным ростом потребности мирового сообщества в обмене информацией. Такие системы стали широко применяться в различных телекоммуникационных системах связи и активно замещают электрические информационно-измерительные системы (ИИС) подвижных и специальных объектов.

При построении ВОСПИ часто возникают задачи распределения сигналов и уплотнения каналов связи для передачи по оптическому волокну (ОВ). Такие задачи решаются с помощью специальных волоконно-оптических устройств - спектральных мультиплексоров / демультиплексоров (далее мультиплексоры), используемых для объединения и разделения оптических сигналов на разных длинах волн. Одним из важных элементов бортовых ВОСПИ со спектральным уплотнением каналов является двухканальный мультиплексор с рабочими длинами волн 1310/1550 нм, использующийся в частности для организации дуплексной связи по одному ОВ.

Основными требованиями, предъявляемыми к мультиплексорам, является достижение высокого значения коэффициента оптической изоляции каналов при демультиплексировании и малого значения вносимых потерь. Кроме того, в соответствии с действующими стандартами, такие устройства, в зависимости от группы исполнения, должны выдерживать воздействие вибрации в диапазоне частот от 10 до 2000 Гц с амплитудой виброускорения до 15g в диапазоне температур от минус 60°С до +85°С [1].

Стабильность характеристик мультиплексоров в условиях эксплуатации в значительной степени зависит от способа формирования их световодной структуры. Двухканальные мультиплексоры, предлагаемые на рынке рядом зарубежных промышленных предприятий (AC Photonics, Opneti,

Lighteomm и др.), обычно изготавливаются по технологии сплавной биконической вытяжки ^ВТ), позволяющей достичь низких вносимых потерь в широком диапазоне температур [2]. Однако для обеспечения таких характеристик сплавной биконический участок должен находиться в среде с показателем преломления меньшим, чем у кварцевой светоотражающей оболочки. Для сплавных мультиплексоров такой средой является, как правило, воздух и такая незащищенная волоконная структура может подвергаться деградации и деформации в процессе внешних механических воздействий (вибраций и ударов), что приводит к изменению передаточных характеристик мультиплексора. Перечисленные явления могут приводить к искажению информационного сигнала, возрастанию коэффициента ошибок в ВОСПИ со спектральным уплотнением и, как следствие, потере работоспособности указанных систем [3].

Тенденция к миниатюризации современных устройств волоконно-оптической техники приводит к появлению потребности в уменьшении размеров оптических компонентов при укладке их в малые замкнутые объекты [4]. При этом ОВ могут подвергаться изгибам со значительно меньшим радиусом, чем предусмотрено производителем, что приводит к искажению сигнала и потерям мощности излучения.

Длина волоконных выводов сплавных мультиплексоров, как правило, составляет 1-3 м. Проблема заключается в том, что эти выводы в процессе монтажа неизбежно подвергаются изгибам с малым радиусом. При производстве сплавных мультиплексоров обычно применяется стандартное ОВ ^.652^), рекомендуемый радиус изгиба которого составляет не менее 30 мм. Уменьшение радиуса изгиба приводит к существенному росту вносимых потерь.

С учетом выявленных проблем выдвигается научная гипотеза: применение современных изгибоустойчивых ОВ, соответствующих требованиям рекомендации G.657, позволяет сформировать сплавные двухканальные мультиплексоры с улучшенными оптическими и

эксплуатационными характеристиками.

Перечисленные обстоятельства определяют актуальность диссертационной работы, направленной на разработку методов повышения оптических и эксплуатационных характеристик сплавных двухканальных мультиплексоров на основе изгибоустойчивых ОВ для применения в системах связи и составе аппаратуры специальной техники, которая требует наличия отечественной компонентной базы, повышенной надежности, миниатюризации и должна соответствовать действующим международным стандартам.

Степень разработанности темы исследования

Теоретической основой для диссертационного исследования послужили научные работы разных направлений, раскрывающие отдельные аспекты исследуемой темы. К ним относятся следующие группы работ: по теории и истории развития спектральных оптических мультиплексоров, технологическим и функциональным решениям мультиплексоров, конструктивным решениям мультиплексоров, анализу и исследованию патентной базы зарубежных и отечественных аналогов.

Проблемам разработки волоконно-оптических мультиплексоров для устройств телекоммуникаций посвящен большой объем исследований и публикаций. Теоретические основы создания оптических разветвителей и мультиплексоров опираются на фундаментальные работы в области волоконной оптики таких российских и зарубежных авторов как Дианов Е.М., Яковлев М.Я., Цуканов В.Н., Иванов А.Б., Зеленовский П.С., Слепов Н.Н., Д. Бейли и др. [5-10]. Теория световодных структур рассматривалась в работах Гончаренко А.М., Карпенко В.А., Вейнберга В.Б., А. Снайдера, Д. Маркузе [11-14]. Вопросы создания сплавных разветвителей и мультиплексоров рассматривали в своих работах Берикашвили Ю.В., Ключник Н.Т., Рождественский Ю.В., Базакуца П.В., S. Lacroix, Takeuchi Y. и др. [15-20]. Однако актуальными остаются научно-технические задачи прикладного характера, связанные с разработкой технологии изготовления

сплавных мультиплексоров на основе изгибоустойчивых ОВ.

Объект исследования:

Сплавные мультиплексоры, созданные на основе изгибоустойчивых ОВ, соответствующих спецификациям G.657.A1, G.657.A2/B2, G.657.B3.

Предмет исследования:

Оптические и эксплуатационные характеристики сплавных мультиплексоров при использовании рассматриваемых ОВ и различных технологических параметров процесса сплавления, анализ полученных результатов.

Целью работы является повышение оптических и эксплуатационных характеристик, миниатюризация и обеспечение соответствия действующим международным стандартам сплавных двухканальных мультиплексоров на основе изгибоустойчивых ОВ, используемых в современных системах связи и в составе бортовых ВОСПИ подвижных объектов.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

1. Анализ известных конструкций и технологий изготовления двухканальных оптических мультиплексоров, а также их применения в ВОСПИ со спектральным уплотнением каналов.

2. Анализ профиля показателя преломления ОВ, соответствующих спецификациям G.657.A1, G.657.A2/B2, G.657.B3 для оценки возможности формирования сплавных биконических структур и мультиплексоров на их основе.

3. Исследование влияния технологических параметров процесса сплавления ОВ рассматриваемых спецификаций на оптические характеристики мультиплексоров.

4. Разработка конструкции многокаскадных сплавных мультиплексоров с повышенной оптической изоляцией каналов до 60 дБ на основе изгибоустойчивых ОВ в корпусном исполнении с уменьшенными габаритами.

5. Изготовление и проведение испытаний на воздействие внешних факторов сплавных мультиплексоров, созданных на основе изгибоустойчивых ОВ.

6. Разработка вариантов практического применения сплавных мультиплексоров и изгибоустойчивых ОВ.

Методы исследования

Общие теоретические (универсальные) методы: анализ современного состояния проблемы в России и за рубежом, конкретизация постановки проблемы, классификация существующих типов оптических мультиплексоров и технологий их изготовления, теоретический анализ влияния профиля показателя преломления ОВ рассматриваемых спецификаций на возможность формирования сплавных биконических структур и мультиплексоров на их основе, теоретическое исследование влияния технологических параметров процесса сплавления ОВ рассматриваемых спецификаций при производстве сплавных двухканальных мультиплексоров, математическое моделирование многокаскадных сплавных мультиплексоров с повышенной оптической изоляцией и уменьшенными габаритами на основе изгибоустойчивых ОВ.

Эмпирические (практические) методы исследования: эксперименты по изготовлению и измерению основных параметров сплавных мультиплексоров/демультиплексоров на основе изгибоустойчивых ОВ, сравнение с аналогами, разработка конструкции многокаскадных сплавных мультиплексоров на основе изгибоустойчивых ОВ с использованием систем САПР, практическое моделирование мультиплексоров, натурные испытания.

Научная новизна:

1. Предложена конструкция сплавных мультиплексоров, которая в отличие от существующих решений, основана на применении изгибоустойчивых ОВ и комбинированных волоконных структур и позволяет уменьшить радиус изгиба волоконных выводов сплавных мультиплексоров до 10-15 мм при монтаже в малых замкнутых пространствах и

малогабаритных корпусах, не приводя к дополнительному росту вносимых потерь (не более 0,1 дБ).

2. Предложена аналитическая модель многокаскадных сплавных мультиплексоров, а также получены выражения для расчета размеров корпусов многокаскадных сплавных мультиплексоров, учитывающие их конфигурацию и спецификацию изгибоустойчивых ОВ.

3. Предложен метод уменьшения габаритов многокаскадных сплавных мультиплексоров, отличающийся от существующих решений, применением изгибоустойчивых ОВ, за счет которых можно уменьшить общие габариты двухкаскадных сплавных мультиплексоров на 32-37%, а трехкаскадных - на 29-34% в сравнении с аналогами.

4. Предложен метод повышения коэффициента оптической изоляции двухкаскадных сплавных мультиплексоров, отличающийся от существующих методов, введением в один из каналов двухкаскадного мультиплексора дополнительного спектрального фильтра.

5. Получены выражения для расчета вносимых потерь и коэффициентов оптической изоляции сплавного двухкаскадного мультиплексора с дополнительным спектральным фильтром.

6. Предложена конструкция двухкаскадного сплавного мультиплексора с дополнительным спектральным фильтром на основе изгибоустойчивых ОВ, которая отличается от существующих на рынке решений, повышенным коэффициентом оптической изоляции (не менее 50 дБ на двух длинах волн), а также уменьшенными габаритами (77х43х9 мм).

7. Предложен метод повышения резонансной частоты механических колебаний конструкции сплавных мультиплексоров, который отличается от известных методов уменьшением длины биконического участка путем выбора места фиксации волокон на кварцевой подложке и позволяет повысить резонансную частоту до 8000 Гц.

Соответствие диссертации паспорту специальности

Диссертационная работа соответствует паспорту специальности 2.2.15 «Системы, сети и устройства телекоммуникаций» в части пунктов:

П.1. Разработка, и совершенствование методов исследования, моделирования и проектирования сетей, систем и устройств телекоммуникаций.

П.2. Исследование новых технических, технологических и программных решений, позволяющих повысить эффективность развития цифровых сетей, систем и устройств телекоммуникаций.

П.4. Разработка эффективных путей развития и совершенствования структуры, архитектуры сетей и систем телекоммуникаций, включая входящие в них элементы.

Достоверность результатов диссертационной работы обеспечивается использованием теоретических, эмпирических и инструментальных методов исследования, применением современных методик и средств обработки результатов экспериментов, использованием метрологически аттестованной аппаратуры и приборов, соответствием экспериментальных данных теоретическим результатам исследований, подтверждается

непротиворечивостью результатам, представленным в работах других авторов и научной литературе. Изготовление сплавных мультиплексоров проводилось на специализированных установках FCI-0201 и ЛБВТ-8000ЬБ-НО.

Теоретическая и практическая значимость работы:

1. Определены оптимальные технологические параметры производства сплавных мультиплексоров, которые позволяют изготавливать данные устройства с малыми вносимыми потерями.

2. Предложенные конструкции сплавных мультиплексоров на основе изгибоустойчивых ОВ и комбинированных волоконных структур, позволят облегчить процесс соединения оптических кабелей со сплавными мультиплексорами в существующих сетях связи ввиду активного

использования изгибоустойчивых ОВ при производстве оптических кабелей.

3. Применение изгибоустойчивых ОВ рассматриваемых спецификаций позволяет уменьшить радиус изгиба волоконных выводов сплавных мультиплексоров до 10-15 мм при монтаже в малых замкнутых пространствах и малогабаритных корпусах, не приводя к дополнительному росту вносимых потерь.

4. Предложенные конструкции сплавных мультиплексоров на основе изгибоустойчивых ОВ и комбинированных волоконных структур, позволят производителям изготавливать сплавные оптические компоненты широкой номенклатуры, что дает гораздо больше возможностей при проектировании систем и сетей связи различного назначения.

5. Предложенная аналитическая модель многокаскадных сплавных мультиплексоров и полученные выражения для расчета размеров корпусов многокаскадных сплавных мультиплексоров позволят производителям сплавных оптических компонентов прогнозировать их габариты, учитывающие конфигурацию и спецификацию применяемого ОВ.

6. Полученные выражения для расчета вносимых потерь и коэффициентов оптической изоляции сплавного двухкаскадного мультиплексора с дополнительным спектральным фильтром, позволят прогнозировать параметры передачи указанных компонентов с учетом их конфигурации и спецификации применяемого ОВ.

7. Предложенный метод повышения коэффициента оптической изоляции многокаскадного сплавного мультиплексора путем введения в один из его каналов дополнительного спектрального фильтра, позволяет повысить оптическую изоляцию на 12 дБ на длине волны 1550 нм и уменьшить количество каскадных соединений мультиплексоров, входящих в состав многокаскадного сплавного мультиплексора.

8. Предложенный метод повышения резонансной частоты механических колебаний конструкции сплавных мультиплексоров путем уменьшения длины биконического участка, позволяет повысить их стойкость

к механическим воздействиям в диапазоне частот 10-8000 Гц с виброускорением до 20

Апробация и внедрение результатов работы

Обоснованность научных результатов обеспечивается публикациями результатов в научных работах и статьях в рецензируемых научно-исследовательских изданиях, рекомендованных ВАК РФ, одобрением докладов, представленных на международных и региональных конференциях.

Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на Всероссийских конференциях по волоконной оптике «ВКВО» (г. Пермь, 2019г., 2021г., 2023г., 2025г.); Национальной научно-технической конференции с международным участием «Перспективные материалы и технологии» «ПМТ - 2022» (г. Москва, 2022г.); Международной научно-технической конференции «Оптические технологии, материалы и системы» «Оптотех-2022» (г. Москва, 2022г.).

Результаты диссертационного исследования доведены до практической реализации и внедрены в учебный процесс РТУ МИРЭА, а также в практику разработки оптических разветвителей и спектральных мультиплексоров на предприятии АО «ЦНИТИ «Техномаш-ВОС».

Публикации по теме диссертации

По теме диссертации опубликовано 8 работ, из которых 6 статей в ведущих рецензируемых изданиях, рекомендованных в действующем перечне ВАК; 2 статьи в рецензируемых сборниках всероссийских и международных конференций. Получены 1 патент РФ на изобретение и 1 патент РФ на полезную модель.

Личный вклад автора. Основные результаты диссертационного исследования получены автором лично и основаны на его многолетней работе в данном направлении. Автор принял участие во всех научных исследованиях диссертационной работы, в проведении, анализе и обработке

теоретических и экспериментальных исследований, а также в подготовке научных публикаций по результатам работы.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка используемых источников из 155 наименований. Диссертация содержит 145 страниц текста, включая 79 рисунков, 22 таблицы и 4 приложения.

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, сформулированы цель работы и задачи, решаемые для её достижения, определена научная новизна исследования, представлена теоретическая и практическая значимость, изложены основные положения, выносимые на защиту, степень достоверности и апробация результатов, показано соответствие диссертации паспорту специальности, приведены сведения о структуре диссертации.

В первой главе представлен анализ современных конструкций, характеристик и технологий изготовления двухканальных оптических мультиплексоров.

Во второй главе представлено теоретическое обоснование решения задачи создания сплавных двухканальных мультиплексоров на основе изгибоустойчивых ОВ, включающее: теоретический анализ рассматриваемых ОВ, соответствующих спецификациям G.657.A1, G.657.A2/B2, G.657.B3, на предмет макроизгибных потерь, теоретический анализ и исследование влияния профиля показателя преломления ОВ рассматриваемых спецификаций на возможность формирования сплавных биконических структур и мультиплексоров на их основе.

В третьей главе приведены результаты экспериментального исследования влияния технологических параметров процесса сплавления на оптические характеристики мультиплексоров, рассмотрено оборудование для формирования сплавных мультиплексоров. Показано влияние спецификации рассматриваемых ОВ на параметры передачи сплавных мультиплексоров. Представлена конструкция и технология изготовления сплавных

мультиплексоров на основе комбинированных волоконных структур, состоящих из ОВ (0.657.Л1) и ОВ (0.657.Б3). Приведены результаты изготовления и исследования оптических характеристик сплавных мультиплексоров.

В четвертой главе представлена конструкция многокаскадных сплавных мультиплексоров с повышенной оптической изоляцией до 60 дБ на основе изгибоустойчивых ОВ в корпусном исполнении с уменьшенными габаритами, приведены экспериментальные результаты исследования влияния конструктивно-технологических факторов на оптические характеристики многокаскадных мультиплексоров, результаты изготовления и исследования оптических характеристик экспериментальных образцов сплавных многокаскадных мультиплексоров на основе изгибоустойчивых ОВ.

В пятой главе приведены результаты исследования стойкости разработанных сплавных мультиплексоров к внешним воздействиям: температуры и механической вибрации, рассмотрены примеры практического применения разработанных сплавных мультиплексоров и изгибоустойчивых ОВ в телекоммуникационных системах.

В заключении приведены основные результаты диссертационного исследования.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Профили показателя преломления ОВ, соответствующих спецификациям G.657.A1, G.657.A2/B2, G.657.B3, позволяют оценить возможность формирования сплавных разветвителей и мультиплексоров из рассматриваемых ОВ с вносимыми потерями до 0,3 дБ.

2. Применение изгибоустойчивых ОВ рассматриваемых спецификаций позволяет уменьшить радиус изгиба волоконных выводов (до 10-15 мм) сплавных мультиплексоров при монтаже в малых замкнутых пространствах и малогабаритных корпусах, не приводя к дополнительному росту вносимых потерь (не более 0,1 дБ).

3. Предложенная конструкция и технология изготовления сплавных мультиплексоров на основе комбинированных волоконных структур, состоящих из ОВ ^.657. А1) и ОВ ^.657.В3), позволяет изготавливать данные устройства с малыми вносимыми потерями до 0,3 дБ.

4. Предложенная конструкция многокаскадных сплавных мультиплексоров позволила уменьшить общие габариты двухкаскадных сплавных мультиплексоров на 32-37% (объем уменьшился на 63-71%), а трехкаскадных - на 29-34% (объем уменьшился на 58-66%).

5. Предложенный метод повышения коэффициента изоляции двухкаскадного мультиплексора с помощью введения дополнительного спектрального фильтра в канал, соответствующий оптическому сигналу с длиной волны 1310 нм, обеспечивает повышение оптической изоляции на 12 дБ на длине волны 1550 нм, при этом вносимые потери фильтра на длине волны 1310 нм не превышали 0,2 дБ.

6. Предложенная конструкция двухкаскадных сплавных мультиплексоров с дополнительным спектральным фильтром обеспечивает повышение оптической изоляции до 60 дБ.

7. Предложенный метод повышения резонансной частоты механических колебаний конструкции сплавных мультиплексоров за счет уменьшения длины биконического участка до 13 мм, позволяет повысить резонансную частоту до 8000 Гц.

8. Предложенные конструкции разработанных сплавных мультиплексоров на основе изгибоустойчивых ОВ обеспечивают их работоспособность в диапазоне рабочих температур от минус 60 до +85°С и воздействии синусоидальной вибрации в диапазоне частот от 10 до 8000 Гц с виброускорением до 20 g.

ГЛАВА 1 ОБЗОР И АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ

1.1 Общая характеристика и классификация систем со спектральным уплотнением

Оптическое мультиплексирование с разделением по длине волны (Wavelength Division Multiplexing, WDM) - технология спектрального уплотнения, предложенная в 1980 г. Дж. П. Лауде (компания Instruments SA), предполагалась для использования в магистральных линиях связи, но с 90-х годов начала активно использоваться в городских и региональных сетях. В настоящее время WDM играет для оптических систем ту же роль, что и мультиплексирование с частотным разделением (Frequency Division Multiplexing, FDM) для аналоговых систем передачи данных [21]. По этой причине системы с WDM часто называют системами оптического мультиплексирования с частотным разделением (Optical FDM, OFDM). Система спектрального уплотнения позволяет одновременно передавать по одному ОВ несколько информационных каналов на различных световых несущих без взаимной интерференции, что позволяет увеличить емкость системы. Каждый канал будет работать на своей длине волны (рис. 1.1).

Суммарный

Передатчики информационный Приемники

Мультиплексор Демультиппексор

(объединяет сигналы) (разъединяет сигналы)

Рисунок 1.1 - Схема системы, использующей передачу мультиплексного

сигнала по одному волокну [22]

В перспективе такие системы позволят использовать всю полосу пропускания волоконного световода.

Использование уплотнения оптических каналов позволило повысить пропускную способность ВОСПИ до величин диапазона Гига- (109), Тера-(1012) и даже более бит/с (рис. 1.2). Для реализации этого метода были разработаны такие оптические элементы, как оптические мультиплексоры и демультиплексоры, полупроводниковые лазеры с малой шириной линии излучения на заданной длине волны, оптические усилители с широкой полосой усиления и ряд других элементов.

Рисунок 1.2 - Изменение относительной информационной емкости систем

связи за последние 100 лет [23]

Из рис. 1.2 видно, что за последние 100 лет информационная емкость систем связи возросла на пять порядков, начиная с первых телефонных линий, скорость передачи информации которых составляла 1 бит/с. Примерно такой же рост отмечен и за последние 20 лет - достигнута скорость порядка 1,6 Тбит/с. Мировое производство ОВ в настоящее время составляет 60 млн. км/год, то есть каждую минуту в системах связи прокладываются

более 100 км оптических кабелей. Все материки связаны между собой подводными волоконно-оптическими кабелями связи, общая длина которых достаточна, чтобы обмотать земной шар шесть раз [24].

Увеличение пропускной способности систем связи подталкивает производителей к разработке новых типов ОВ с улучшенными оптическими и эксплуатационными характеристиками, что позволяет усовершенствовать различные оптические компоненты, которые используют волоконный световод в качестве активной среды приема и передачи информации. ОВ превосходит электрические и коаксиальные кабели не только по скорости передачи информации, но и по ряду важных эксплуатационных характеристик: вес и габариты, помехозащищенность и скрытность передачи информации, широкополосность, пожаро- и взрывобезопасность, отсутствие электропитания, малое затухание сигнала и другие. В ряде случаев применение волоконно-оптических систем является безальтернативным. Поэтому в последние годы волоконно-оптические технологии, приборы и системы связи являются ключевым направлением развития информационных систем, определяющим в современных условиях и в ближайшем будущем уровень развития страны и степень ее безопасности [25].

Применяемые в информационных системах ОВ классифицируются на две группы: одномодовые (ОМ) и многомодовые (ММ). В ОМ ОВ диаметр сердцевины d1 обычно составляет 8-10 мкм и примерно соизмерим с длиной волны X передаваемого оптического излучения ~ X), за счет чего по световоду происходит распространение только одной фундаментальной моды НЕ11 (типа электромагнитной волны, характеризующегося определенным соотношением и взаимным пространственным расположением магнитной составляющей поля H и электрической составляющей Е) [26]. Диаметр сердцевины современных ММ ОВ обычно бывает двух стандартных размеров 50 и 62,5 мкм, поэтому в таких ОВ одновременно может распространяться множество пространственных мод оптического излучения (несколько сотен или тысяч) [27]. Для ММ ОВ справедливо >> X).

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Иванов Дмитрий Александрович, 2026 год

СПИСОК ЦИТИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. ГОСТ 25467-82. Изделия электронной техники. Классификация по условиям применения и требования по стойкости к внешним воздействующим факторам. - М.: Издательство стандартов, 1982. - 10 с.

2. Наний О.Е. Основы технологии спектрального мультиплексирования каналов передачи (WDM) // Lightwave Russian Edition. - 2004. - №2 2. - С. 47-52.

3. Влияние вибрации на качество передачи в волоконно-оптических линиях, содержащих сплавной WDM-мультиплексор / Иванов Д.А., Елизаров С.Г., Ключник Н.Т. [и др.] // Спецвыпуск «Фотон-Экспресс-Наука 2023». -М.: Фотон-экспресс. - 2023. - № 6 (190). - С. 182-183.

4. Мосунова И.Д., Селезнев Д.А., Ременникова М.В. Исследование спектрального пропускания оптического волокна при малых изгибах // Прикладная фотоника. - 2019. - Т. 6, № 1-2. - С. 17-23.

5. Дианов Е.М., Прохоров А.М. Волоконная оптика. - М.: Наука, 1993. - 214 с.

6. Цуканов В.Н., Яковлев М.Я. Волоконно-оптическая техника: Практическое руководство. - М.: Инфра-Инженерия, 2022. - 300 с.

7. Иванов А.Б. Волоконная оптика. Компоненты, системы передачи, измерения. - М.: Syrus Systems, 1999. - 671 с.

8. Зеленовский П.С. Основы интегральной и волоконной

оптики. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2019. - 132 с.

9. Слепов Н.Н. Современные технологии цифровых оптоволоконных сетей связи / 2-е исп. изд. - М.: Радио и связь, 2003. - 468 с.

10. Бейли Д., Райт Э. Волоконная оптика. Теория и практика -М.: КУДИЦ-Пресс, 2008. - 320 с.

11. Гончаренко А.М., Карпенко В.А. Основы теории оптических волноводов. - Минск: Белорус. наука, 2009. - 296 с.

12. Вейнберг В.Б., Саттаров Д.К. Оптика световодов. -Л.: Машиностроение, 1977. - 320 с.

13. Снайдер А., Лав Дж. Теория оптических волноводов. - М.: Радио и связь, 1987. - 656 с.

14. D. Marcuse. Theory of Dielectric Optical Waveguides. - New York, London: Academic press, 1974. - 257 p.

15. Спектрально-селективные оптические разветвители с повышенной изоляцией каналов / Берикашвили В.Ш., Дементьев С.Г., Ключник Н.Т., Яковлев М.Я. // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. - 2011. - Т. 11, № 1. - С. 190-193.

16. Ключник Н.Т. Оптические разветвители на основе планарных и кольцевых световодных структур для информационно-измерительных систем: дис. канд. тех. наук 05.11.14 / Ключник Н.Т. - Москва, 2004. - 183 с.

17. Рождественский Ю.В. Сплавные волоконно-оптические мультиплексоры / демультиплексоры и их применение в телекоммуникационных системах // Фотон-экспресс. - 2004. - №1. - С. 16-18.

18. Базакуца П.В., Боев М.А., Никитин А.И. Применение оптических разветвителей в сетях связи со спектральным уплотнением // Кабели и Провода. - 2020. - № 6. - С. 17-23.

19. Some Particular Properties of Monomode Fused Fiber Couplers / J. Bures, S. Lacroix, C. Veilleux, J. Lapierre // Apl. Opt. - 1984. - Vol. 23, № 7. -P. 968-969.

20. Takeuchi Y. Characteristics analysis of wavelength-division-multiplexing fiber couplers fabricated with a microheater // Apl. Opt. - 1996. -Vol. 35, № 9. - P. 1478-1484.

21. Слепов Н.Н. Оптические мультиплексоры и демультиплексоры систем WDM // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. -2004. - № 8. - С. 42-47.

22. Иванов В.И. Применение технологии WDM в современных сетях передачи информации. - Казань: ЗАО "Новое знание", 2012. - 223 с.

23. Иванов В.И. Спектральное уплотнение ВОЛС: учеб. пособие. -Самара: Изд-во ПГУТИ, 2010. - 174 с.

24. Дианов Е.М. От тера-эры к пета-эре // Фотон-Экспресс. - 2016. -№ 1(129). - С. 18-21.

25. Никоноров Н.В., Сидоров А.И. Материалы и технологии волоконной оптики: специальные оптические волокна. - СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. - 135 с.

26. Бусурин В.И., Носов Ю.Р. Волоконно-оптические датчики: физические основы, вопросы расчета и применения. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 256 с.

27. Дианов Е.М., Прохоров А.М. Лазеры и волоконная оптика // Фотон-Экспресс. - 2016. - № 1(129). - С. 8-17.

28. Одно/мало/много-модовые волокна, в чем соль? [Электронный ресурс]. URL: https://nag.ru/material/31187. (дата обращения 29.07.2025).

29. Как выбрать мультиплексор? Виды мультиплексоров [Электронный ресурс]. URL: https://modultech.ru/kak-vybrat-multipleksor-vidy-multipleksorov/. (дата обращения 29.07.2025).

30. ITU-T G.671. Transmission characteristics of optical components and subsystems: Telecommunication standardization sector of ITU. - Geneva, 2019. - 43 c.

31. Основы технологии DWDM [Электронный ресурс]. URL:https://t8.ru/upload/iblock/213/bpaphrarx7a89we9in5xc7cf8e86o4a1/T8_DW DM_basic_web.pdf. (дата обращения 29.07.2025).

32. H.A. Roberts. Single-mode fused wavelength division multiplexer // SPIE Proc., vol. 574, 1985. - P. 100-104.

33. J.M. Senior, S.D. Cusworth. Devices for wavelength multiplexing and demultiplexing // IEE Proceedings J. -1989. - Vol. 136, № 3. - P. 183-203.

34. 2x2 multiplexing couplers for all-fiber 1.55^m amplifiers and lasers / F. Gonthier, D. Ricard, S. Lacroix, J. Bures // Electron. Lett. - 1991. - Vol. 27, № 1. - P. 42-43.

35. J.D. Minelly, M. Suyama. Wavelength combining fused-taper couplers with low sensitivity to polarisation for use with 1480 nm-pumped erbium doped fiber amplifiers // Electron. Lett. - 1990. - Vol. 26, № 8. - P. 523-524.

36. Буров Н.В., Дж. Лин, Ромашова В.Б. Высокомощные волоконные объединители // Фотоника. - 2018. - № 1(69). - С. 16-28.

37. Убайдуллаев Р.Р. Волоконно-оптические сети. - М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2001. - 268 с.

38. A.W. Snyder. Polarizing beamsplitter from fused fiber couplers // Electron. Lett. - 1985. - Vol. 21. - P. 623-625.

39. Polarization maintaining optical components with fused-taper structure / Ouchi Y., Fukasawa M., Matsumoto R. [et al.] // Fujikura Technical Review. - 2003. - Vol. 32. - P. 1-4.

40. A. Lakhtakia, O.N. Singh. Electromagnetic fields in unconventional materials and structures. - New York: Wiley, 2000. - 520 p.

41. An Introduction to Fiber Optics / A.K. Ghatak, B. Culshaw, V. Nagarajan [et al.]. - New Delhi: Viva Publishers, 1998. - 581 p.

42. In-line single-mode wavelength division multiplexer / demultiplexer / C.M. Lawson, P.M. Kopera, T.Y. Hsu, V.J. TekiPe. // Electron. Lett. - 1984. -Vol. 20. - P. 963-965.

43. Telcordia GR-1209-CORE. Generic Requirements for Fiber Optic Branching Components URL: https://www.intertekinform.com/en-au/standards/gr-1209-core-issue-4-1063854_saig_tel_tel_2474493/ (дата обращения 31.07.2025).

44. Жирар А. Руководство по технологии и тестированию систем WDM. - М.: EXFO, 2001. - 264 с.

45. Monomode wavelength division multiplexer/demultiplexer / V.J. Tekipe, C.M. Lawson, P.M. Kopera, T.Y. Hsu // SPIE Proc. - 1985. - Vol. 574. -P. 105-109.

46. Слепов Н.Н. Оптические мультиплексоры ввода-вывода // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. - 2001. - № 1. - С. 40-43.

47. K.O. Hill, D.C. Johnson, R.G. Lamont. Optical fiber directional couplers: biconical taper technology and device applications // SPIE Proc. - 1985. - Vol. 574. -P. 92-99.

48. H.A. Macleod. Challenges in the Design and Production of Narrow-Band Filters for Optical Fiber Telecommunications // SPIE Proc. - 2000. - Vol. 4094. -P. 46-57.

49. Мультиплексорное и усилительное оборудование многоволновых оптических систем передачи / Довольнов Е.А., Кузнецов В.В., Миргород

B.Г., Шарангович С.Н. - Томск: ТУСУР, 2016. - 156 c.

50. Сахаров В.К., Прокофьева Л.П., Щербаков В.В. Мультиплексор/ демультиплексор для техники спектрального уплотнения CWDM. Письма в ЖТФ. - 2004. - Т. 30, №. 1. - С. 65-71.

51. B.P. Pal. Fundamentals of fiber optics in Telecommunications and Sensor systems. - New Delhi: John Wiley & Sons Inc., 1992. - 800 p.

52. D. Marcuse. Coupling of degenerative modes in two parallel dielectric waveguides // Bell Syst. Tech. J. - 1971. - vol. 50, № 6. - P. 1791-1816.

53. Lefevre H.C. The Fiber-Optic Gyroscope. - L.: Artech House, 2014. - 489 p.

54. F.P. Payne, C.D. Hussey, M.S. Yataki. Modeling fused single-mode fiber couplers // Electron. Lett. - 1985. - vol.21. - P. 461-463.

55. A.W. Synder, X.H. Zheng. Fused couplers of arbitrary cross section // Electron. Lett. - 1985. - Vol. 21. - P. 1079-1081.

56. F.P. Payne. Fused single mode optical fiber couplers // IETE Journal of Research. - 1986. - Vol. 32. - P. 319-324.

57. M.S. Yataki. Fused taper single-mode fiber couplers. - Southampton: University of Southampton, 1988. - 288 p.

58. Волоконно-оптические демультиплексоры для систем передачи информации / Дементьев С.Г., Ключник Н.Т., Кузнецов В.А., Яковлев М.Я. // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. - 2010. - № 2. -

C. 43-46.

59. Investigation of power oscillations along tapered monomode fibers / F. Gonthier, J. Lapierre, C. Veilleux, S. Lacroix [et al.] // Apl. Opt. - 1987. - Vol. 26, № 3. - P. 444-449.

60. P.R. Chaudhuri, B.P. Pal, M.R. Shenoy. Understanding coupling mechanism in fused fiber coupler-based components: role of core and cladding modes // SPIE Proc. - 2001. - Vol. 4417. - P. 403-408.

61. Guo S., Albin S. Transmission property and evanescent wave absorption of cladded multimode fiber tapers // Opt. Exp. - 2003. - Vol. 11, № 3. -P. 215-223.

62. Lamont R., Jonson D., Hill K. Power transfer in fused biconical-taper single-mode fiber couplers dependence on external refractive index // Apl. Opt. -1985. - Vol. 24, № 3. - P. 327-332.

63. Двухволновые WDM-мультиплексоры для жестких условий эксплуатации / Берикашвили В.Ш., Елизаров С.Г., Ключник Н.Т. [и др.] // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. - 2016. -Т. 16, № 3. - С. 131-134.

64. Сплавные WDM-мультиплексоры с повышенной оптической изоляцией на основе изгибоустойчивого волокна / Иванов Д.А., Елизаров С.Г., Ключник Н.Т. [и др.] // Фотон-экспресс. - 2023. - № 8 (192). - С. 11-15.

65. Патент №20040096149 А1 США, МПК GO2B 6/28. Hi-isolation wavelength division multiplexer and method of producing the same: приор. 03.11.2002, опубл. 20.05.2004 / Yu-Ching Huang, George Fu, Abe Chen. - 9 с.

66. Фриман Р. Волоконно-оптические системы связи. - М.: Техносфера, 2007. - 514 с.

67. Коханенко А.П., Маслова Ю.В. Волоконно-оптические линии связи. Физические основы работы оптических волокон: учеб.-метод. пособие. -Томск: ТГУ, 2013. - 64 с.

68. Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линий связи. - М.: ЛЕСАРарт, 2003. - 288 с.

69. Стенина Т.А. Изучение влияния изгибов на оптическое волокно // Евразийский союз ученых. - 2015. - № 2-2 (11) . - С. 70-73.

70. Гроднев И.И. Волоконно-оптические линии связи: учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 224 с.

71. Листвин А.В., Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон: учеб. пособие. - М.: ЛЕСАРарт, 2005. - 208 с.

72. Corning® SMF-28® Ultra Optical Fibers [Электронный ресурс]. URL: https://www.corning.com/media/worldwide/coc/documents/ Fiber/product-information-sheets/PI-1424-AEN.pdf. (дата обращения 29.07.2025).

73. Волокно с малыми изгибными потерями - новая жизнь для систем связи диапазона C+L / Дорожкин А., Наний О., Трещиков В., Шихалиев И. // Первая Миля. - 2018. - № 8. - С. 48-53.

74. Matthijsse P., Kuyt G. Влияние изгибов оптических волокон на их характеристики // Наука и техника. - 2005. - № 4. - С. 17-22.

75. ITU-T G.657. Characteristics of a bending-loss insensitive single-mode optical fibre and cable: Telecommunication standardization sector of ITU. -Geneva, 2016. - 24 c.

76. ITU-T G.652. Characteristics of a single-mode optical fibre and cable: Telecommunication standardization sector of ITU. - Geneva, 2016. - 28 c.

77. Денисов И.В., Лисовский Н.В. Cистематизация чувствительных к изгибу волоконных световодов // Прикладная фотоника. - 2023. - № 1. -С. 131-148.

78. Нежданов А.В., Ершов А.В., Машин А.И. Определение профиля показателя преломления заготовок и изготовленных из них оптических волокон: учеб. пособие. - Нижний Новгород: ННГУ им. Н.И. Лобачевского, 2020. - 26 с.

79. Скляров О.К. Волоконно-оптические сети и системы связи. - СПб.: Лань, 2010. - 272 с.

80. Волоконно-оптические системы передачи и кабели: справочник / Гроднев И.И., Мурадян А.Г., Шарафутдинов Р.М. [и др.]. - М.: Радио и связь, 1993. - 264 с.

81. G. Kiss, C. Littlejohn. Impact of MFD mismatch on OTDR splice loss measurements // J. Lightwave Technol. - 2002. - Vol. 19. - P. 72-78.

82. Telcordia GR-20-CORE. General Requirements for Optical Fiber and Fiber Cable [Электронный ресурс]. URL: https://www.intertekinform.com/en-au/standards/gr-20-core-issue-4-1064138_saig_tel_tel_2475061/ (дата обращения 31.07.2025).

83. Wu F., Peckham D., Smith R. A new G.652D, zero water peak fiber optimized for low bend sensitivity in access networks // IWCS-2006, Providence. -2006. - P. 348-356.

84. Characteristics of low macrobending-loss SMF (FutureGuide-SR15E) with low water peak / K. Ichii, N. Yamada, M. Fujimaki, K. Harada [et al.] // IEICE General Conf. - 2004. - P. 10-12.

85. Holeassisted fiber design for small bending and splice losses / K. Nakajima, K. Hogari, J. Zhou, K. Tajima[et al.] // IEEE Photon. Technol. Lett. -2003. - Vol. 15, № 12. - P. 1737-1739.

86. Low-loss holey fiber / Y. Bing, K. Ohsono, Y. Kurosawa, T. Kumagai [et al.] // Hitachi Cable Review. - 2005. - Vol. 24. - P. 1-5.

87. Design of a trenched bend insensitive single mode optical fiber using spot size definitions / P.R. Watekar, S. Ju, Y.S. Yoon, Y.S. Lee [et al.] // Opt. Exp. - 2008. -Vol. 16, № 18. - P. 13545-13551.

88. P.R Watekar, S. Ju, W.-T Han. Design and Development of a Trenched Optical Fiber with Ultra-Low Bending Loss // Opt. Exp. - 2009. - Vol. 17, № 12. -P. 10350-10363.

89. P.R Watekar, S. Ju, W.-T Han. Optimized design of trenched optical fiber for ultralow bending loss at 5 mm of bending diameter // APl. Opt. - 2011. -Vol. 50, № 25. - P. E97-E101.

90. P.R. Watekar, S. Ju and W.-T. Han. Single-mode optical fiber design with wide-band ultra low bending loss for FTTH application // Opt. Exp. - 2008. -Vol. 16, № 2. - P. 1180-1185.

91. Ultra-Low Bending Loss Single-Mode Fiber for FTTH / M.-J. Li, P. Tandon, D.C. Bookbinder, S.R. Bickham [et al.] // J. Lightwave Technol. -2009. - Vol. 27, № 3. - P. 376-382.

92. Фуджимаки М. Передовые технологии оптического волокна: от ультрадлинной магистрали до домашней проводки // Первая Миля. - 2014. -№ 3. - С. 56-61.

93. Патент №2727854 C2 РФ, МПК G02B 6/02; G02B 6/036. Оптическое волокно с низкими потерями на изгибах: приор. 29.03.2016, опубл. 24.07.2020 / Дана Крейг Букбайндер, Мин-Цзюнь ЛИ, Снигдхарадж Кумар Мишра, Пушкар Тандон. - 27 с.

94. Базакуца П.В., Боев М.А., Никитин А.И. Исследование влияния технологических параметров производства на технические характеристики сплавных (FBT) оптических разветвителей. // Спецвыпуск «Фотон-Экспресс-Наука 2021». - М.: Фотон-Экспресс, 2021. - №6 - С. 38-39.

95. Базакуца П.В., Боев М.А., Никитин А.И. Сплавные оптические разветвители: биконические переходы // Наука и техника. - 2021. - № 6. -С. 13-17.

96. Никитин А.И. Разработка технологии изготовления сплавных оптических разветвителей для оптических кабелей: дис. канд. тех. наук 05.09.02/ Никитин А.И. - Москва, 2022. - 106 с.

97. Патент №6771865 B2 США, МПК GO2B 6/02; GO2B 6/00. Low bend loss optical fiber and components made therefrom: приор. 04.12.2003, опубл. 03.08.2004 / Paul E. Blaszyk, Lisa L. Hepburn, Gang Qi, Steven H. Tarcza. - 17 с.

98. Бурдин А.В., Яблочкин К.А. Исследование дефектов профиля показателя преломления многомодовых оптических волокон кабелей связи // Инфокоммуникационные технологии. - 2010. - №2. - С. 22-27.

99. Optical Fiber Products URL: https://www.corning.com/optical-communications/worldwide/en/home/products/fiber/optical-fiber-products.html (дата обращения 29.07.2025).

100. Single-Mode Fibre. [Электронный ресурс]. URL: https: //www. fuj ikura. co. uk/products/OPTICAL-FIBRE/Single-mode-Fibre. (дата обращения 29.07.2025).

101. Холодный С.Д. Методы испытаний и диагностики кабелей и

проводов. - М.: Энергоатомиздат, 1991. - 200 с.

102. TIA/EIA-455-44B (FOTP-44B). Refractive Index Profile, Refracted Ray Method, IEC 60793. - Geneva, 2001 - 34 c.

103. S14 Refractive Index Profiler [Электронный ресурс]. URL: http://www.pkinetics.com/products/productdetail32e3 .html?model=S 14. (дата обращения 29.07.2025).

104. Измеритель профиля показателя преломления S14 [Электронный ресурс]. URL: http://www.volokno-optic.com/products/equipment/photon-kinetics/other/s14/ (дата обращения 29.07.2025).

105. Бурдин А.В. Дифференциальная модовая задержка кварцевых многомодовых оптических волокон разных поколений // Фотон-экспресс. -2008. - № 5-6(69-70). - С. 20-22.

106. Технологические вопросы изготовления кварцевых световодов с центральным габаритным дефектом градиентного профиля показателя преломления для сенсоров волоконно-оптических датчиков на маломодовых эффектах / Демидов В.В., Тер-Нерсесянц Е.В., Бурдин А.В. [и др.] // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. -2017. - № 2. - С. 224-233.

107. S. Nagel, J. MacChesney, K. Walker. An Overview of the Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD) process and performance // IEEE Journal of Quantum Electronics. - 1982. - Vol. 18, № 4. - P. 459-476.

108. M. Abebe, C.A. Villarruel, W.K. Burns. Reproducible Method for Polarization Preserving Single-Mode Fiber Couplers // J. Lightwave Technol. -1988. - Vol. 6, № 7. - P. 1191-1198.

109. Tapered Single-Mode Fibres and Devices, Part 1: Adiabaticity Criteria / J.D. Love, W.M. Henry, W.J. Stewart [et al.] // IEE Proceedings J. - 1991. - Vol. 138, № 5. - P. 343-354.

110. High-quality fiber fabrication in buffered hydrofluoric acid solution with ultrasonic agitation / N. Zhong, Q. Liao, X. Zhu, Y. Wang [et al.] // Apl. Opt. - 2013. -Vol. 52, № 7. - P. 1432-1440.

111. D. Marcuse. Microdeformation losses of single-mode fibers // Apl. Opt. -1984. - Vol. 23, № 7. - P. 1082-1091.

112. M.N. Mclandrich. Core dopant profiles in weakly fused single-mode fibres // Electron. Lett. - 1988. - Vol. 24, № 1. - P. 8-10.

113. C.W. Pickett, W.K. Burns, C.A. Villarruel. Dopant diffusion loss mechanism in high-birefringent-fiber fused couplers // Opt. Lett. - 1988. - Vol. 13, № 10. - P. 835-837.

114. B.K. Ray, A. Das, A.K. Das. Fused fiber couplers with asymmetric heating by arc discharge // 2010 Seventh International Conference on Wireless and Optical Communications Networks - (WOCN). - Colombo, Sri Lanka, 2010. -P. 1-5.

115. Characteristics of ceramic microheater for fiber coupler fabrication / Takeuchi Y., Hirayama M., Sumida S. [et al.] // Jpn. J. Appl. Phys. - 1998. -Vol. 37, № 6. - P. 3665-3668.

116. Chaudhuri P.R., Shenoy M.R., Pal B.P. Flame-fused optical fiber directional couplers: Fabrication and automated process control // IETE Journal of Research. - 2015. - Vol. 43, № 6. - P. 433-438.

117. Reproducible Method for Fabricating Fused Biconical Tapered Couplers Using a CO2 Laser Based Process / C. McAtamney, A. Cronin, R. Sherlock [et al.] // Proc. 3rd Int. WLT-Conf. Lasers Manuf., 2005. - Munich, 2005. - P. 1-5.

118. Базакуца П.В., Боев М.А., Никитин А.И. Влияние степени сплавления оптических волокон на параметры передачи сплавных (FBT) оптических разветвителей в кабельных сетях связи // Радиоэлектроника, Электротехника и Энергетика: Двадцать cедьмая Междунар. науч.- техн. конф. студентов и аспирантов. - М.: ООО "Центр полиграфических услуг "Радуга", 2021. - С. 392.

119. E. Pone, X. Daxhelet, S. Lacroix. Refractive index profile of fused fiber couplers cross-section // Opt. Exp. - 2004. - Vol. 12, № 6. - P. 1036-1044.

120. Takeuchi Y., Horiguchi M. Microheater control of wavelength-flattened fiber coupler properties // Apl. Opt. - 1994. - Vol. 33, № 6. - P. 1029-1034.

121. Loss mechanisms in single-mode fiber tapers / W.K. Burns, M. Abebe, C.A. Villarruel [et al.] // J. Lightwave Technol. - 1986. - Vol. 4, № 6. - P.608-613.

122. Преобразование сердцевин волокон в условиях слабого и сильного сплавления оптического разветвителя / Басиладзе Г.Д., Бержанский В.Н., Долгов А.И., Милюкова Е.Т. // Вестник физико-технического института крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. - 2010. -Т. 23, № 62. - С. 75-80.

123. S. Larcoix, F. Gonthier, J. Bures. Modeling of symmetric 2x2 fused-fiber coupler // Apl. Opt. - 1994. - Vol. 33, № 36. - P. 8361-8369.

124. Rowland David R., Y.J. Chen, Allan W. Snyder. Tapered mismatched couplers // J. Lightwave Technol. - 1991. - Vol. 9. - P. 567-570.

125. Двухволновые WDM-мультиплексоры на основе различных волоконных структур / Елизаров С.Г., Иванов Д.А., Ленин М.М., Яковлев М.Я. // Фотон-экспресс. - 2021. - № 6 (174). - С. 323-324.

126. Изготовление сплавных WDM-мультиплексоров на основе различных марок оптических волокон / Елизаров С.Г., Иванов Д.А., Ключник Н.Т., Яковлев М.Я. // Национальная научно-техническая конференция с международным участием. Перспективные материалы и технологии «ПМТ-2022»: Сборник докладов конференции. - М: МИРЭА - Российский технологический университет, 2022. - С. 191-196.

127. Иванов Д. А. Волоконно-оптические WDM-мультиплексоры/ демультиплексоры с малыми изгибными потерями // Russian Technological Journal. - 2022. - Т. 10, № 2. - С. 7-13.

128. Иванов Д.А., Нефедов В.И. Двухволновые WDM-мультиплексоры на основе комбинированных волоконных структур // Российский технологический журнал. - 2021. - Т. 9, № 4. - С. 49-55.

129. Патент № 203732755 U КНР, МПК G02B6/255 (2006.01). Bending resistance type optical fiber coupler: приоритет 21.02.2014, опубликовано 23.07.2014 / Universal Microelectronics Co Ltd. - 8 с.

130. V.J. Tekipe. Insertion Loss and Isolation of fused wavelength division multiplexers/demultiplexers // SPIE Proc. - 1987. - Vol. 839. - P. 20-24.

131. 1310/1550 nm WDM Coupler [Электронный ресурс]. URL: https://www.lfiber.com/wp-content/uploads/fused-wdm-coupler-1310-1550-nm-standard-and-high-isolation.pdf?x66698. (дата обращения 29.07.2025).

132. Волоконные WDM-мультиплексоры с уменьшенным спектральным интервалом между каналами / Берикашвили В.Ш., Елизаров С.Г., Ключник Н.Т. [и др.] // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. - 2014. - Т. 14, № 5. - C. 112-115.

133. M. Eisenmann, E. Weidel. Single-mode Fused Biconical Couplers for wavelength division multiplexing with channel spacing between 100 and 300nm // J. Lightwave Technol. - 1988. - Vol. 6. - P. 113-119.

134. Cascaded Narrow Channel Fused Fiber Wavelength Division Multiplexers / R.J. Orazi, T.T. Vu, M.N. McLandrich [et al.] // Electron. Lett. -1996. - Vol. 32, № 4. - P. 368-370.

135. Jisen Xu, Yi Zhang, Xiang Zhang. Concatenated high wavelength isolation WDM and 4*4 wavelength-flattened coupler // 1991Proceedings 41st Electronic Components & Technology Conference. - Atlanta, GA, USA, 1991. - P. 44-45.

136. M.A. Scobey, D.E. Spock. Passive DWDM Components Using Microplasma Optical Interference Filters // Optical Fiber Communications, OFC. -San Jose, CA, USA, 1996. - P. 242-243.

137. Патент № 233580 U1 РФ, МПК G02B 6/293 (2006.01), G02B 6/255 (2006.01). Спектральный оптический демультиплексор: приоритет 01.08.2024, опубликовано 28.04.2025 / Иванов Д.А., Ключник Н.Т., Яковлев М.Я. - 11 с.

138. Characteristics of optical fiber WDM with high isolation / Jin Hyeon Chang, Byung Goo Jeon, Jae Kwang Kang [et al.] // Proceedings of IEEE. IEEE Region 10 Conference. TENCON 99. 'Multimedia Technology for Asia-Pacific Information Infrastructure' (Cat. No.99CH37030). - Cheju Island, South Korea, 1999. - P. 43-44.

139. Патент № 2838917 С1 РФ, МПК H04J 14/00 (2006.01). Спектральный оптический демультиплексор: приоритет 24.07.2024, опубликовано 23.04.2025 / Иванов Д.А., Елизаров С.Г., Ключник Н.Т., Яковлев М.Я. - 11 с.

140. Лутченко С.С., Копытов Е.Ю., Богачков И.В. Оценка надежности ВОЛС с учетом влияния внешних факторов // Динамика систем, механизмов и машин. - 2017. - Т. 5, № 4. - С. 34-39.

141. Особенности работы сплавных WDM-мультиплексоров в условиях вибрационных воздействий / Елизаров С.Г., Иванов Д.А., Ключник Н.Т. [и др.] // Оптические технологии, материалы и системы «0птотех-2022»: Сборник докладов конференции. - М.: МИРЭА - Российский технологический университет, 2022. - С. 161-168.

142. Температурная стабильность двухканальных WDM-мультиплексоров на основе биконических разветвителей / Дементьев С.Г., Ключник Н.Т., Кузнецов В.А., Яковлев М.Я. // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. - 2012. - Т. 12, № 4. - С. 107-110.

143. Исследование характеристик сплавных волоконных разветвителей на основе изгибоустойчивого волокна / Беспрозванных В.Г., Мосунова И.Д., Носова Е.А., Кривошеев А.И. // Прикладная фотоника. - 2021. - №2 1. - С. 51-67.

144. Характеристики сплавных WDM-мультиплексоров в условиях механических воздействий на резонансных частотах / Елизаров С.Г., Ключник Н.Т., Ленин М.М. [и др.] // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. - 2017. - Т. 17, № 3. - С. 630-633.

145. Одномодовые спектрально-селективные разветвители с повышенной механической стойкостью / Ключник Н.Т., Дементьев С.Г., Кузнецов В.А., Яковлев М.Я. // Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения. - 2010. - Т. 10, № 1-1. - С. 164-167.

146. Оценка параметров сплавных WDM-мультиплексоров в жестких условиях эксплуатации / Елизаров С.Г., Ключник Н.Т., Иванов Д.А. [и др.] //

Спецвыпуск «Фотон-Экспресс-Наука 2019». - М.: Фотон-Экспресс, 2019. -№ 6 - С. 180-181.

147. 1x2(2x2) Single Mode WDM [Электронный ресурс]. URL: https://www. dkphotonics. com/wp-content/uploads/1x2-2x2-single-mode-wdm. pdf. (дата обращения 29.07.2025).

148. Курков А.С, Наний О.Е. Эрбиевые волоконно-оптические усилители // Lightwave, Russian Edition. - 2003. - № 1. - C. 14-19.

149. Дмитриев С.А., Слепов Н.Н. Волоконно-оптическая техника современное состояние и перспективы. - М.: Техносфера, 2010. - 608 с.

150. Nano EDFA [Электронный ресурс]. URL: https://www.edfaamplifier.com/product-item-11.html. (дата обращения 29.07.2025).

151. 1310nm/1550nm Fiber Optic Coupler [Электронный ресурс]. URL: https://www. lfiber. com/wp-content/uploads/singlemode-standard-coupler.pdf?x66698/ (дата обращения 29.07.2025).

152. Седов В.А. Волоконно-оптические информационно-измерительные системы. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2013. - 144 с.

153. Портнов Э.Л. Принципы построения первичных сетей и оптические кабельные линии связи. - М.: Горячая Линия - Телеком, 2013. - 544 с.

154. Cedric F. Lam. Passive Optical Networks: Principles and Practice. -London: Academic Press, 2007. - 368 p.

155. High Power Single Mode Coupler Module [Электронный ресурс]. URL: https://optosun.eu/pdf/high-power-single-mode-coupler-module. (дата обращения 29.07.2025).

ПРИЛОЖЕНИЕ А Патент РФ на изобретение

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Патент РФ на полезную модель

ПРИЛОЖЕНИЕ В Акт внедрения результатов диссертации

ПРИЛОЖЕНИЕ Г Акт использования результатов диссертации

Н.И. Прокопов 2025 г.

¡ЖДАЮ

«ректор

27. о Р. ¿ОЯк* У

на №

от

АКТ

об использовании в учебном процессе материалов диссертационной работы Иванова Дмитрия Александровича на тему «Методы повышения оптических и эксплуатационных характеристик сплавных мультиплексоров для телекоммуникационных устройств»

Настоящим Актом удостоверяем, что результаты диссертационной работы Иванова Дмитрия Александровича внедрены в учебный процесс Института перспективных технологий и индустриального программирования РТУ МИРЭА на кафедре оптико-электронных приборов и систем.

Материалы результатов исследований, полученные Ивановым Д.Л., используются в учебном процессе подготовки бакалавров (12.03.05) и магистров (12.04.05) по направлению «Лазерная техника и лазерные технологии» и специалистов по специальности 12.05.01 «Электронные и оптико-электронные приборы и системы специального назначения» при проведении лекционных и практических занятий по дисциплинам:

- Современные оптические и оптико-электронные приборы и лазерные

технологии;

- Информационно-измерительные волоконно-оптические системы;

- Оптические и оптико-электронные информационно-измерительные

приборы и системы;

- Современная лазерная техника.

Председатель комиссии: Директор ИПТИП. к.т.н., доцент

11.Ю. Пушкин

Члены комиссии:

И.о. заведующего кафедрой ОЭПС, к.т.н.

А.Н. Кобыш

Доцент кафедры ОЭПС, к.т.н.

А.В. Кретушев