tuzsutТруды учебных заведений связиProceedings of Telecommunication Universities1813-324X2712-8830СПбГУТ10.31854/1813-324X-2021-7-1-6-19tuzsut-148Research ArticleПРИБОРОСТРОЕНИЕ, МЕТРОЛОГИЯ И ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫINSTRUMENTATION, METROLOGY AND INFORMATION-MEASURING DEVICES AND SYSTEMSИсследование характеристик опытного образца маломодового оптического волокна с увеличенной высотой ступенчатого профиля показателя преломления и наведенной киральностьюResearches of Parameters of Chiral Few-Mode Optical Fiber Pilot Sample with Improved Height of Step Refractive Index Profilehttps://orcid.org/0000-0001-8737-5486БурдинА. В.BourdineA.bourdine@yandex.ruБарашкинА. Ю.BarashkinA.https://orcid.org/0000-0003-1723-9168БурдинВ. А.BurdinV.https://orcid.org/0000-0002-3919-4151ДашковМ. В.DashkovМ.https://orcid.org/0000-0003-2545-2487ДемидовВ. В.DemidovV.ХохловА. В.KhokhlovА.Тер-НерсесянцЕ. В.Ter-NersesyantsE.https://orcid.org/0000-0001-8594-741XМатросоваА. С.MatrosovaA.ПчелкинГ. А.PchelkinG.https://orcid.org/0000-0002-1627-7499ДукельскийК. В.Dukel’skiiК.ЕвтушенкоА. С.EvtushenkoA.ЗайцеваЕ. С.ZaitsevaЕ.https://orcid.org/0000-0002-5580-0035ИсмаилЯ.IsmailYa.ЙинЮ.YinJu.https://orcid.org/0000-0003-0276-0874КузнецовА. А.KuznetsovА.https://orcid.org/0000-0003-4779-4656МорозовО. Г.MorozovО.https://orcid.org/0000-0002-0713-7806СахабутдиновА. Ж.SakhabutdinovА.https://orcid.org/0000-0002-8604-0913ПетруччионеФ.PetruccioneF.https://orcid.org/0000-0002-0833-6815СингхГ.SinghG.ТивариМ.TiwariМ.https://orcid.org/0000-0001-7498-5525ДжаньяниВ.JanyaniV.Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики; Научно-производственное объединение Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова; ООО «ОптоФайбер Лаб»; Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-БруевичаРоссияPovolzhskiy State University of Telecommunications & Informatics; Research and Production Association S.I. Vavilov State Optical Institute; OptoFiber Lab; The Bonch-Bruevich Saint-Petersburg State University of TelecommunicationsRussian FederationПоволжский государственный университет телекоммуникаций и информатикиРоссияPovolzhskiy State University of Telecommunications & InformaticsRussian FederationНаучно-производственное объединение Государственный оптический институт им. С.И. ВавиловаРоссияResearch and Production Association S.I. Vavilov State Optical InstituteRussian FederationНаучно-производственное объединение Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова; Университет ИТМОРоссияResearch and Production Association S.I. Vavilov State Optical Institute; ITMO UniversityRussian FederationНаучно-производственное объединение Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова; Санкт-Петербугский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияResearch and Production Association S.I. Vavilov State Optical Institute; Peter the Great Saint Petersburg Polytechnic UniversityRussian FederationНаучно-производственное объединение Государственный оптический институт им. С.И. Вавилова; Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича; Университет ИТМОРоссияResearch and Production Association S.I. Vavilov State Optical Institute; The Bonch-Bruevich Saint-Petersburg State University of Telecommunications; ITMO UniversityRussian FederationУниверситет Квазулу-НаталЮжно-Африканская РеспубликаUniversity of KwaZulu-NatalSouth AfricaНаучно-технический университет КитаяКитайUniversity of Science and Technology of ChinaChinaКазанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева – КАИРоссияKazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev ‒ KAIRussian FederationНациональный технологический институт МалавииИндияMalaviya National Institute of TechnologyIndia20211804202171619Copyright © Бурдин А.В., Барашкин А.Ю., Бурдин В.А., Дашков М.В., Демидов В.В., Хохлов А.В., Тер-Нерсесянц Е.В., Матросова А.С., Пчелкин Г.А., Дукельский К.В., Евтушенко А.С., Зайцева Е.С., Исмаил Я., Йин Ю., Кузнецов А.А., Морозов О.Г., Сахабутдинов А.Ж., Петруччионе Ф., Сингх Г., Тивари М., Джаньяни В., 20212021Бурдин А.В., Барашкин А.Ю., Бурдин В.А., Дашков М.В., Демидов В.В., Хохлов А.В., Тер-Нерсесянц Е.В., Матросова А.С., Пчелкин Г.А., Дукельский К.В., Евтушенко А.С., Зайцева Е.С., Исмаил Я., Йин Ю., Кузнецов А.А., Морозов О.Г., Сахабутдинов А.Ж., Петруччионе Ф., Сингх Г., Тивари М., Джаньяни В.Bourdine A., Barashkin A., Burdin V., Dashkov М., Demidov V., Khokhlov А., Ter-Nersesyants E., Matrosova A., Pchelkin G., Dukel’skii К., Evtushenko A., Zaitseva Е., Ismail Y., Yin J., Kuznetsov А., Morozov О., Sakhabutdinov А., Petruccione F., Singh G., Tiwari М., Janyani V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/148

 В работе представлены результаты исследования характеристик изготовленных опытных образцов кирального маломодового оптического волокна с увеличенной высотой ступенчатого профиля показателя преломления. Рассмотрены вопросы выбора технологических параметров указанного маломодового волоконного световода на основании проведенных расчетов строгим численным и приближенным методами анализа описанной волноводной структуры. Приведены построенные спектральные характеристики дисперсионных параметров модового состава. Представлены результаты экспериментальных измерений профиля лазерного пучка в ближнем поле, а также спектрального и импульсного откликов оптических сигналов, возбуждаемых когерентными источниками оптического излучения. 

This work presents results of researhes of fabricated pilot sample of chiral few-mode optical fiber (FMF) with induced twisting of 10 and 66 revolutions per meter, core diameter 11 µm (that almost corresponds to standard singlemode optical fibers), typical “telecommuniction” cladding diameter 125 µm and improved height of step refractive index profile. Proposed few-mode optical fiber supports 4 guided modes over “C”-band. We considered design and selection of desired technological parameters, based on results of computations, performed by both rigorous and approximation methods. Spectral curves of dispersion parameters are reprented as well as results of experimental measurements near-field laser beam profile and spectral and pulse responces of laser-excited optical signals. 

маломодовое оптическое волокноступенчатый профиль показателя преломлениявысота профилямаломодовый режимкиральностьдифференциальная модовая задержкаfew-mode optical fiberstep refractive index profilerefractive index profile heightfew-mode regimechiralitydifferential mode delayРабота подготовлена при финансовой поддержке РФФИ, DST, NSFC и NRF в рамках научного проекта № 19-5780016 БРИКС_т.ReferencesBarlow A.J., Ramskov-Hansen J.J., Payne D.N. Birefringence and polarization mode dispersion in spun single-mode fibers // Applied Optics. 1981. Vol. 20. PP. 2962–2968. DOI:10.1364/AO.20.002962Barlow A.J., Ramskov-Hansen J.J., Payne D.N. Birefringence and polarization mode dispersion in spun single-mode fibers. Applied Optics. 1981;20:2962–2968. DOI:10.1364/AO.20.002962Hart A.C. Jr., Huff R.G., Walker K.L. Method of making a fiber having low polarization mode dispersion due to a permanent spin. U.S. Patent, no. 5298047, 29.03.1994.Hart A.C. Jr., Huff R.G., Walker K.L. Method of making a fiber having low polarization mode dispersion due to a permanent spin. U.S. Patent, no. 5298047, 29th March 1994.Blaszyk P.E., Christoff W.R., Gallagher D.E., Hawk R.M., Kiefer W.J. Method and apparatus for introducing controlled spin in optical fibers. U.S. Patent, no. 6324872 B1, 04.12.2001.Blaszyk P.E., Christoff W.R., Gallagher D.E., Hawk R.M., Kiefer W.J. Method and apparatus for introducing controlled spin in optical fibers. U.S. Patent, no. 6324872 B1, 4th December 2001.Li M.-J., Chen X., Nolan D.A. Fiber spinning for reducing polarization mode dispersion in single-mode fibers: theory and applications // Proceedings of SPIE. 2003. Vol. 5247. PP. 97–110. DOI:10.1117/12.512063Li M.-J., Chen X., Nolan D.A. Fiber spinning for reducing polarization mode dispersion in single-mode fibers: theory and applications. Proceedings of SPIE. 2003;5247:97–110. DOI:10.1117/12.512063DiGiovanni D.J., Golowich S.E., Jones S.L., Reed W.A. Method of making an improved multimode optical fiber and fiber made by method. Patent U.S., no. 2001019652A1, 06.09.2001.DiGiovanni D.J., Golowich S.E., Jones S.L., Reed W.A. Method of making an improved multimode optical fiber and fiber made by method. Patent U.S., no. 2001019652A1, 06.09.2001.DiGiovanny D.J., DiMarcello F.V., Jiang X.L.; Oulundsen G.E., Pandit S.P. Multimode optical fiber with increased bandwidth. Patent U.S., no. 2004228590A1, 18.11.2004.DiGiovanny D.J., DiMarcello F.V., Jiang X.L.; Oulundsen G.E., Pandit S.P. Multimode optical fiber with increased bandwidth. Patent U.S., no. 2004228590A1, 18.11.2004.Гатчин Ю.А., Демидов В.В., Дукельский К.В., Тер-Нерсесянц Е.В. Квазиодномодовые световоды с увеличенным размером сердцевины на основе микроструктур негексагонального типа // Труды учебных заведений связи. 2017. Т. 3. № 3. С. 37‒42. DOI:10.31854/1813-324X-2017-3-3-37-42Gatchin Y., Demidov V., Dukelskii K., Ter-Nersesyants E. Quasi-Single-Mode Fibers with Increased Core Size Based on Non-Hexagonal Type Microstructures. Proc. of Telecom. Universities. 2017;3(3):37–42 (In Russ.) DOI:10.31854/1813-324X2017-3-3-37-42Демидов В.В., Дукельский К.В., Леонов С.О., Матросова А.С. Нелинейно-оптические преобразования пикосекундных лазерных импульсов в многомодовых микроструктурированных световодах с умеренной нелинейностью // Труды учебных заведений связи. 2018. Т. 4. № 1. С. 61‒66. DOI:10.31854/1813-324X-2018-1-61-66Demidov V., Dukelskii K., Leonov S., Matrosova A. Nonlinear Optical Transformation of Picosecond Laser Pulses in Multimode Microstructured Fibers with Limited Nonlinearity. Proc. of Telecom. Universities. 2018;4(1):61–66. (In Russ.) DOI:10.31854/1813-324X-2018-1-61-66Ананьев В.А., Демидов В.В., Леонов С.О., Никоноров Н.В. Полые антирезонансные световоды с большой эффективной площадью модового поля для работы в ближней и средней ИК-областях спектра // Труды учебных заведений связи. 2019. Т. 5. № 1. С. 6‒14. DOI:10.31854/1813-324X-2019-5-1-6-14Ananyev V., Demidov V., Leonov S., Nikonorov N. Hollow-Core Antiresonant Fibers with a Large Effective Mode Area for Operation in the Near- and Mid-IR Spectral Regions. Proc. of Telecom. Universities. 2019;5(1):6–14. (in Russ.) DOI:10.31854/ 1813324X-2019-5-1-6-14Agrawal G.P. Nonlinear fiber optics. Burlington: Academic Press, 2012. 648 p.Agrawal G.P. Nonlinear fiber optics. Burlington: Academic Press; 2012. 648 p.Olszewski J., Szpulak M., Urbanczyk W. Effect of coupling between fundamental and cladding modes on bending losses in photonic crystal fibers. Optics Express. 2005. Vol. 13. Iss. 16. PP. 6015–6022. DOI:10.1364/opex.13.006015Olszewski J., Szpulak M., Urbanczyk W. Effect of coupling between fundamental and cladding modes on bending losses in photonic crystal fibers. Optics Express. 2005;13(16):6015–6022. DOI:10.1364/opex.13.006015Bourdine A.V. Modeling and simulation of piecewise regular multimode fiber links operating in a few-mode regime // Advances in Optical Technologies. 2013. Vol. 2013. DOI:10.1155/2013/469389Bourdine A.V. Modeling and simulation of piecewise regular multimode fiber links operating in a few-mode regime. Advances in Optical Technologies. 2013;2013. DOI:10.1155/2013/469389Bourdine, A.V., Delmukhametov, O.R. Calculation of transmission parameters of the launched higher-order modes based on the combination of a modified Gaussian approximation and a finite element method // Telecommunications and Radio Engineering. 2013. Vol. 72. Iss. 2. PP. 111–123. DOI:10.1615/TelecomRadEng.v72.i2.30Bourdine, A.V., Delmukhametov, O.R. Calculation of transmission parameters of the launched higher-order modes based on the combination of a modified Gaussian approximation and a finite element method. Telecommunications and Radio Engineering. 2013;72(2):111–123. DOI:10.1615/TelecomRadEng.v72.i2.30Адамс М. Введение в теорию оптических волноводов. Пер. с англ. М.: Мир, 1984. 512 с.Adams M. Introduction to the Theory of Optical Waveguides. Moscow: Mir Publ.; 1984. 512 p. (in Russ.)Снайдер А., Лав Дж. Теория оптических волноводов. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1987. 656.Snyder A., Love J. Optical Waveguide Theory. Moscow: Radio i sviaz Publ.; 1987. 656 p. (in Russ.)Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линий связи. М.: ЛЕСАРарт, 2003. 288 с.Listvin A.V., Listvin V.N., Shvyrkov D.V. Optical fibers for communication lines. Moscow: LESARart Publ.; 2003. 288 p. (in Russ.)Бурдин А.В. Дифференциальная модовая задержка кварцевых многомодовых оптических волокон разных поколений // Фотон-Экспресс. 2008. № 5-6(69-70). С. 20–22.Bourdin A.V. Differential Mode Delay of Different Generations of Quartz Multimode Optical Fibers. Foton-Ekspress. 2008;5-6(69-70):20–22. (in Russ.)Бурдин А.В. О диагностике дифференциальной модовой задержки многомодовых оптических волокон // Инфокоммуникационные технологии. 2008. Т. 6. № 4. С. 33–38.Bourdin A.V. About Multimode Optical Fiber Differential Mode Delay Diagnostics. Infokommunikacionnye tehnologii. 2008;6(4):33–38. (in Russ.)Bourdine A.V., Prokopyev V.I., Dmitriev E.V., Yablochkin K.A. Results of conventional field-test equipment application for identification of multimode optical fibers with high DMD // Proceedings of Optical Technologies for Telecommunications (Kazan, Russian Federation, 25‒27 November 2008). 2009. Vol. 7374. PP. 73740J-01–73740J-07. DOI:10.1117/12.829038Bourdine A.V., Prokopyev V.I., Dmitriev E.V., Yablochkin K.A. Results of conventional field-test equipment application for identification of multimode optical fibers with high DMD. Proceedings of Optical Technologies for Telecommunications, 25‒27 November 2008, Kazan, Russian Federation. 2009. vol.7374. p.73740J-01–73740J-07. DOI:10.1117/12.829038Ericsson FSU-975. Руководство пользователя. Пер. с англ. Ericsson, 2001. 76 c. 21. Гауэр Дж. Оптические системы связи. Пер. с англ. М.: Радио и связь, 1989. 504 с.User’s manual for the FSU 975 single fiber fusion splicer by Ericsson. Available from: https://issuu.com/fusionsplicers_org/ docs/ericsson_fsu975_man_20110823_201414 [Accessed 02nd March 2021]Gower J. Optical Communication Systems. Moscow: Radio i sviaz Publ.; 1989. 504 p. (in Russ.)Gower J. Optical Communication Systems. Moscow: Radio i sviaz Publ.; 1989. 504 p. (in Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.