ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА»
УПРАВЛЕНИЕ
ПОПЕРЕЧНО-МОДОВЫМ СОСТАВОМ
КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
САМАРА
Издательство СГАУ
2007
УДК 535.4, 535.8
ББК 22.343
У 677
ЦИ
ОНАЛЬ
НЫ
ПР
ТЕТНЫЕ
Е
Н
А
О
РИ
ОЕКТЫ
Инновационная образовательная программа
"Развитие центра компетенции и подготовка
специалистов мирового уровня в области аэрокосмических и геоинформационных технологий”
ПР
И
Авторы: Павельев В.С., Хонина С.Н., Котляр В.В., Казанский Н.Л. <...> Расчет ДОЭ, согласованных с характеристиками градиентной
среды
105 <...> ДОЭ для анализа поперечных мод световых полей
122 <...> Суть модового уплотнения каналов состоит в том, чтобы с помощью лазерных пучков, являющихся линейной суперпозицией распространяющихся в волноводе мод, можно формировать сигналы,
которые будут эффективно передавать информацию в одном физическом носителе – многомодовом волокне. <...> Для возбуждения мод невысокого порядка, в частности,
LP11 часто используют периодическую деформацию (сдавливание
или изгибание) волокна [12, 13]. <...> Для возбуждения спиральных мод лазерное излучение
вводится в торец волокна под определенным углом и со смещением
относительно центра волокна [16,17]. <...> С помощью дифракционных оптических элементов (ДОЭ) можно эффективно возбуждать и селектировать любой набор мод с заданными весами [19, 20]. <...> Моды ступенчатого оптического волокна
Рассмотрим диэлектрический волновод, в котором энергия распространяется в определенном направлении, например вдоль оси z ,
с постоянной распространения β . <...> Рассмотрим ступенчатое оптическое волокно круглого сечения,
где сердцевина радиуса a имеет показатель преломления n1 , а оболочка радиуса b имеет показатель преломления n2 (рис. <...> Чтобы
получить выражение для мод <...>
Управление_поперечно-модовым_составом_когерентного_излучения.pdf
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЕВА»
УПРАВЛЕНИЕ
ПОПЕРЕЧНО-МОДОВЫМ СОСТАВОМ
КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
С А М А Р А
Издательство СГАУ
2007
Стр.1
УДК 535.4, 535.8
ББК 22.343
У 677
Инновационная образовательная программа
"Развитие центра компетенции и подготовка
специалистов мирового уровня в области аэрокосмических
и геоинформационных технологий”
Авторы: Павельев В.С., Хонина С.Н., Котляр В.В., Казанский Н.Л.
Рецензенты: д-р физ.-мат. наук, проф. В. В. И в а х н и к,
д-р физ.-мат. наук, проф. И. П. З а в е р ш и н с к и й
У677 Управление поперечно-модовым составом когерентного излучения:
учеб. пособие / [В.С. Павельев и др.] – Самара: Изд-во Самар.
гос. аэрокосм. ун-та, 2007. – 192 с.: 111 ил.
ISBN 978-5-7883-0619-3
В данном учебном пособии рассмотрены методы анализа и формирования мод
лазерного излучения с помощью дифракционных оптических элементов. Изложены
основные положения теории мод оптических волноводов. Приведены результаты
расчетов и оптических экспериментов. В пособии показано, что рассмотренные оптические
элементы позволяют решать ряд актуальных задач волоконной оптики и
оптического приборостроения.
Учебное пособие предназначено для студентов, проходящих подготовку по
магистерской программе «Оптические информационные технологии» в рамках направления
010600, а также по специальности (направлению) «Прикладные математика
и информатика» 010501, 010500.
УДК 535.4, 535.8
ББК 22.343
ISBN 978-5-7883-0619-3
© Павельев В.С., Хонина С.Н.,
Котляр В.В., Казанский Н.Л., 2007
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2007
2
П
Р
И
О
Р
И
Т
Т
К
Е
Т
О
Н
Ы
Е
Н
А
Ц
И
О
А
Н
Л
Ь
Н
Ы
Е
П
Р
Е
Ы
Стр.2
Оглавление
1. Распространение электромагнитного излучения в оптических
волноводах
1.1. Моды ступенчатого оптического волокна
1.2. Моды градиентного оптического волокна
2. Моданы – дифракционные оптические элементы,
согласованные с модами лазерного излучения
2.1. Метод введения дополнительной области
2.2. Метод знаковой функции с оптимизацией апертуры
2.3. Метод частичного кодирования
3. Расчет ДОЭ, согласованных с характеристиками градиентной
среды
4. ДОЭ для анализа поперечных мод световых полей
4.1. Одновременное формирование нескольких
самовоспроизводящихся лазерных пучков в различных
дифракционных порядках
5. Селекция мод в свободном пространстве
5.1. Селекция мод ГЛ
5.2. Селекция мод ГЭ
6. Передача информации с модовым уплотнением каналов
7. Оптоволоконные датчики на основе селекции мод
7.1 Исследование связи мод вызванной периодическими
микроизгибами градиентного волоконного световода
7.2 Исследование зависимости мощностей мод на выходе
ступенчатого волоконного световода от величины его
прогиба
Список специальных терминов
Список контрольных вопросов
Список литературы
4
5
25
31
35
60
92
105
122
122
133
135
143
146
171
172
174
183
183
185
3
Стр.3