Формирование оптических сигналов, переносящих ОУМ, на основе вихревых оптоволоконных периодических структур


Цитировать

Полный текст

Аннотация

В данной статье автор рассматривает процесс генерации волоконных мод, переносящих орбитальный угловой момент (вортексных мод) с помощью вихревых волоконных брэгговских решеток; в данном контексте формирование вихревых мод осуществляется за счет конвертирования фундаментальной моды в моды более высоких порядков. В рамках статьи приведена обобщенная математическая модель вихревых волоконных брэгговских решеток, включающая в себя произвольную функцию аподизации и чирпирования, что позволяет рассчитывать решетки, формирующие вортексные моды заданного порядка для требуемого частотного диапазона с требуемым коэффициентом отражения. Предложен матричный способ описания вихревых волоконных брэгговских решеток, основанный на математическом аппарате теории смешанных мод и матриц рассеяния. Подобный матричный подход удобен для описания сложных и/или каскадных решеток. Проведено также имитационное моделирование рассматриваемых волоконных структур.

Об авторах

А.Р. Гизатулин

Уфимский государственный авиационный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: azat_poincare@mail.ru

Список литературы

  1. An overview of radio-over-fiber network technology / A.M. Zin [et al.] // International Conference on Photonics 2010. 2010. P. 1–3. DOI: https://doi.org/10.1109/ICP.2010.5604429.
  2. Special issue on novel insights into orbital angular momentum beams: from fundamentals, devices to applications / Y. Yue [et al.] // Appl. Sci. 2019. Vol. 9, No. 13. P. 2600. DOI: https://doi.org/10.3390/app9132600.
  3. Защищенный сегмент RoF субтерагерцового диапазона с независимой оптической модуляцией частотных свойств радиоканала и параметра управления фазированной антенной решёткой / И.Л. Виноградова [и др.] // Компьютерная оптика. 2018. Т. 42, № 5. С. 786–799. DOI: https://doi.org/10.18287/2412-6179-2018-42-5-786-799.
  4. Конвертирование вихревых пучков оптического диапазона в радиодиапазон на основе нелинейной генерации разностной частоты / В.Х. Багманов [и др.] // Компьютерная оптика. 2019. Т. 43, № 6. С. 983–991. DOI: https://doi.org/10.18287/2412-6179-2019-43-6-983-991.
  5. The vortex beams conversion from the optical range into the radio domain based on the nonlinear generation of the difference frequency / V.Kh. Bagmanov [et al.] // 2019 27th Telecommunications Forum (TELFOR). Belgrade, Serbia. 2019. P. 1–4. DOI: https://doi.org/10.1109/TELFOR48224.2019.8971332.
  6. Vashukevich E.A., Golubeva T.Yu., Golubev Yu.M. Conversion and storage of modes with orbital angular momentum in a quantum memory scheme // Physical Review A. 2020. Vol. 101, No. 3. P. 033830. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevA.101.033830.
  7. Морозов О.Г., Сахабутдинов А.Ж. Адресные волоконные брэгговские структуры в квазираспределенных радиофотонных сенсорных системах // Компьютерная оптика. 2019. Т. 43, № 4. С. 535–543. DOI: https://doi.org/10.18287/2412-6179-2019-43-4-535-543.
  8. Tai H. Theory of fiber optical Bragg grating: revisited // Proc. SPIE. Optical Modeling and Performance Predictions. 2004. Vol. 5178. P. 131–138. DOI: https://doi.org/10.1117/12.504819.
  9. Computer Design of Diffractive Optics / V.A. Soifer [et al.]. Sawston: Woodhead Publishing, 2012. 896 p.
  10. Othonos A. Fiber Bragg gratings // Review of Scientific Instruments. 1997. Vol. 68, No. 12. P. 4309. DOI: https://doi.org/10.1063/1.1148392.
  11. Kashyap R. Fiber Bragg Gratings. London: Academic Press, 1999. 478 p.
  12. Yariv A., Nakamura M. Periodic structures for integrated optics // IEEE Journal of Quantum Electronics. 1977. Vol. 13, No. 4. P. 233–253. DOI: https://doi.org/10.1109/JQE.1977.1069323.
  13. Yamada M., Sakuda K. Analysis of almost-periodic distributed feedback slab waveguides via a fundamental matrix approach // Applied Optics. 1987. Vol. 26, No. 16. P. 3474–3478. DOI: https://doi.org/10.1364/AO.26.003474.
  14. Ho K.-P., Kahn M. Linear propagation effects in mode-division multiplexing systems // Journal of Lightwave Technology. 2014. Vol. 32, No. 4. P. 614–628. URL: http://jlt.osa.org/abstract.cfm?URI=jlt-32-4-614.
  15. Optical vortices 30 years on: OAM manipulation from topological charge to multiple singularities / Y. Shen [et al.] // Light: Science & Applications. 2019. Vol. 8, No. 1. P. 90. DOI: https://doi.org/10.1038/s41377-019-0194-2.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Гизатулин А., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ФС 77 - 68199 от 27.12.2016.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах