Исследования оптических моментов младшего научного сотрудника Лаборатории физических исследований ЮУрГУ Марианны Влазневой помогут усовершенствовать направление волоконно-оптических датчиков для измерения различных физических величин. Молодой ученый является победителем программы конкурса «Научная перспектива-2016», который ежегодно проводится в ЮУрГУ в рамках Проекта 5-100.
.jpg)
– Марианна Алексеевна, в чем заключается задача вашего научного исследования?
– Наше исследование берет начало ещё в 90-х годах прошлого века, когда Наталия Кундикова и Борис Зельдович открыли наличие спин-орбитального взаимодействия в оптических волокнах, а уже в 1991 году этот эффект они обнаружили экспериментально как поворот спекл-картины циркулярно-поляризованного света, распространяющегося в оптическом волокне, при смене знака циркулярной поляризации. Мои исследования являются продолжением работ, результаты которых уже получили международное признание (Кундикова Н.Д. Медаль Галилео Галилея 1997 года Международной комиссии по оптике).
Моя задача состоит из нескольких частей: сначала нужно изучить распределение модового состава излучения на выходе из волокна по экспериментально-измеренным определениям интенсивности. Затем необходимо посмотреть управление модовым составом на входе в оптическое волокно, чтобы получить на выходе нужное нам распределение интенсивности. До сих пор оставался открытым вопрос разработки экспериментального метода определения модового состава излучения, распространяющихся в оптических волокнах, в котором уменьшится стоимость и сложность системы, и увеличится возможность определения модового состава излучения оптических волокон с большим волноводным параметром.
– А что из себя представляет спектл-картина?
– Спекл-картина света на выходе из волокна является распределением интенсивности света, которое представляет собой интерференцию нескольких мод, каждая из которых распространяется со своей фазовой скоростью в оптическом волноводе.
– Чем уникально ваше исследование? Чем оно отличается от уже известных?
– Мы разработали и экспериментально реализовали метод определения модового состава излучения, распространяющегося в оптическом волокне со ступенчатым профилем показателя преломления, в основе которого лежит разложение комплексного светового поля по неортогональным модам.
В основе нашего метода лежит разложение линейно поляризованной компоненты светового поля на выходном торце волокна по несобственным модам оптического волновода. Данный метод не требует знания распределения поляризации на выходном торце волновода. Это уменьшило стоимость и сложность экспериментальной установки.
.jpg)
– На разработку каких научных моментов направленно исследование?
– В последнее время принято считать, что орбитальный момент фотона имеет огромный потенциал для использования в квантовой информатике, поскольку имеет большее число степеней свободы. Для передачи информации с использованием кодирования по орбитальному моменту необходимо уметь вводить в волокно излучение с заданным набором орбитального момента, поэтому актуальным и новым является исследование управления модовым составом излучения, распространяющимся в оптических волокнах, на входном торце оптического волокна. Данное исследование направлено на разработку нового метода возбуждения мод оптического волокна.
– В каких сферах можно будет применять ваши разработки?
– Данное исследование усовершенствует направление волоконно-оптических датчиков для измерения различных физических величин. В Челябинской области ведущей организацией по разработке, внедрению и производству датчиков физических величин является промышленная группа «Метран», с которой ЮУрГУ осуществляет сотрудничество по возможности применения разработанного метода анализа модового состава излучения в оптических волокнах для расширения возможности применения волоконно-оптических датчиков. Руководство ПГ «Метран» ежегодно поддерживает грантами направления исследования в области анализа модового состава излучения, распространяющегося в многомодовых оптических волокнах, для измерения таких физических величин как давление и температура. Направление управления модовым составом излучения на входном торце оптических волокон так же актуально для предприятия.
В настоящее время Марианна Алексеевна готовит диссертацию на соискание научной степени кандидата наук.