Увеличение дальности работы когерентного оптического рефлектометра c помощью волокна с чирпированными волоконными брэгговскими решетками

Д. Р. Харасов, Д. М. Бенгальский, М. Ю. Вяткин, О. Е. Наний, Э. А. Фомиряков, С. П. Никитин, С. М. Попов, Ю. К. Чаморовский, В. Н. Трещиков

  • ООО “Т8 Сенсор”, г. Москва
  • Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Московская облаcть, г. Долгопрудный
  • Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
  • Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Аннотация: Продемонстрирована рекордная дальность детектирования внешнего воздействия – на расстояние 140 км без использования оптических усилителей в линии – с помощью когерентного рефлектометра внешнего воздействия, использующего участок волокна с записанными чирпированными брэгговскими решетками (ЧВБР). Данное решение обеспечивает одновременную работу когерентного рефлектометра в стандартном одномодовом волокне на расстоянии примерно до 100 км и на участке волокна с ЧВБР, удаленном на расстоянии не менее 140 км от начала линии.
Ключевые слова: распределенный датчик, волоконно-оптический датчик, фазочувствительный оптический рефлектометр, когерентный рефлектометр, волоконнные брэгговские решeтки, чирпированные волоконнные брэгговские решетки
Поступила в редакцию: 19.12.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:5, 510–513
Образец цитирования: Д. Р. Харасов, Д. М. Бенгальский, М. Ю. Вяткин, О. Е. Наний, Э. А. Фомиряков, С. П. Никитин, С. М. Попов, Ю. К. Чаморовский, В. Н. Трещиков, “Увеличение дальности работы когерентного оптического рефлектометра c помощью волокна с чирпированными волоконными брэгговскими решетками”, Квантовая электроника, 50:5 (2020), 510–513 [Quantum Electron., 50:5 (2020), 510–513]

Распределенный волоконно-оптический датчик температуры на основе регистрации бозонных компонент рамановского рассеяния света для криогенных применений

Б. Г. Горшков, Г. Б. Горшков, К. М. Жуков

  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, г. Москва
  • ООО “ПетроФайбер”, г. Новомосковск, Тульская обл.
  • ООО “Лаборатория электронных и оптических систем”, г. Москва
Аннотация: Экспериментально показана возможность создания распределенного волоконно-оптического датчика, позволяющего проводить измерение криогенных температур вплоть до точки кипения жидкого азота. Принцип действия датчика основан на регистрации интенсивности бозонных пиков комбинационного (рамановского) рассеяния света в материале оптического волокна, отстоящих от частоты зондирующего излучения на 1–3 ТГц. Для измерений использовалось одномодовое телекоммуникационное волокно с полиимидным покрытием толщиной 15 мкм. Длина волны зондирующего излучения 1.55 мкм, пространственное разрешение датчика 4 м, постоянная времени 60 с. Эксперименты проводились в диапазоне температур 75.6–79.6 K, при этом получено разрешение по температуре 0.5 K.
Ключевые слова: распределенный датчик, волоконная оптика, измерение низких температур.
Поступила в редакцию: 27.12.2019
Исправленный вариант: 11.03.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:5, 506–509
Образец цитирования: Б. Г. Горшков, Г. Б. Горшков, К. М. Жуков, “Распределенный волоконно-оптический датчик температуры на основе регистрации бозонных компонент рамановского рассеяния света для криогенных применений”, Квантовая электроника, 50:5 (2020), 506–509 [Quantum Electron., 50:5 (2020), 506–509]

Поляризованная люминесценция висмутовых активных центров в германосиликатных стеклах

К. Е. Рюмкин, С. В. Фирстов, А. М. Хегай, А. В. Харахордин, С. В. Алышев, М. А. Мелькумов

  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, г. Москва
  • Научный центр волоконной оптики им. Е.М. Дианова, г. Москва
Аннотация: Исследована поляризованная люминесценция висмутовых активных центров в германосиликатных стеклах. Обнаружено различие в интенсивностях компонент люминесценции на λ = 1.4 мкм с ортогональными состояниями поляризации при возбуждении линейно поляризованным излучением на λ = 1.26 мкм. Степень поляризации достигает ~0.12. Увеличение концентрации висмутовых активных центров приводит к снижению степени поляризации люминесценции в исследованном диапазоне.
Ключевые слова: поляризованная люминесценция, анизотропия оптических центров, висмут, активные световоды.
Поступила в редакцию: 27.03.2019
Исправленный вариант: 11.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:5, 502–505
Образец цитирования: К. Е. Рюмкин, С. В. Фирстов, А. М. Хегай, А. В. Харахордин, С. В. Алышев, М. А. Мелькумов, “Поляризованная люминесценция висмутовых активных центров в германосиликатных стеклах”, Квантовая электроника, 50:5 (2020), 502–505 [Quantum Electron., 50:5 (2020), 502–505]

Генерация второй гармоники оптического излучения в кристаллах типа цинковой обманки при комбинированном воздействии фемтосекундного оптического и сильного терагерцевого полей

С. Б. Бодров, А. И. Корытин, Ю. А. Сергеев, А. Н. Степанов

  • Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики РАН, г. Нижний Новгород
Аннотация: Проведены исследования влияния короткого интенсивного (с напряженностью электрического поля до 250 кВ/см) терагерцевого (ТГц) импульса на генерацию второй гармоники (ВГ) оптического излучения Ti : сапфирового лазера в кристаллах типа цинковой обманки InAs и GaAs, обладающих ненулевой объемной квадратичной восприимчивостью. Для образца InAs (100) экспериментально показано, что при s-поляризации первой и второй гармоник оптического излучения наложение s-поляризованного ТГц поля приводит к существенному изменению сигнала ВГ. При этом азимутальная зависимость сигнала ВГ, наведенная ТГц полем, хорошо согласуется с теоретическим расчетом, основанным на феноменологическом подходе. Исследована зависимость сигнала ВГ от времени задержки между оптическим и ТГц импульсами. Для кристалла GaAs данная зависимость повторяет огибающую интенсивности ТГц импульса, тогда как для кристалла InAs обнаружено заметное расхождение, обусловленное нелинейной динамикой сильного ТГц поля в нем.
Ключевые слова: вторая гармоника, фемтосекундные лазерные импульсы, терагерцевое поле, цинковая обманка
Поступила в редакцию: 11.11.2019
Исправленный вариант: 31.01.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:5, 496–501
Образец цитирования: С. Б. Бодров, А. И. Корытин, Ю. А. Сергеев, А. Н. Степанов, “Генерация второй гармоники оптического излучения в кристаллах типа цинковой обманки при комбинированном воздействии фемтосекундного оптического и сильного терагерцевого полей”, Квантовая электроника, 50:5 (2020), 496–501 [Quantum Electron., 50:5 (2020), 496–501]

О возможности уменьшения нелинейных искажений частотной характеристики газового кольцевого лазера с периодической знакопеременной подставкой

И. И. Золотоверх, Е. Г. Ларионцев

  • НИИ ядерной физики им. Д. В. Скобельцына МГУ имени М. В. Ломоносова
Аннотация: Теоретически исследована зависимость частоты биений встречных волн от скорости вращения в кольцевом газовом лазере с периодической знакопеременной частотной подставкой. Рассмотрены прямоугольные подставки двух видов: с постоянной амплитудой и с периодической модуляцией амплитуды. Найдены динамические зоны захвата частот встречных волн и отклонения частотной характеристики от идеальной, возникающие при измерении частотных невзаимностей, близких по величине к амплитуде знакопеременной частотной подставки. Показано, что при использовании прямоугольной подставки с периодической модуляцией амплитуды нелинейные искажения частотной характеристики можно уменьшить на порядок.
Ключевые слова: кольцевой лазер, лазерный гироскоп, частотная подставка, динамические зоны захвата, частотная характеристика.
Поступила в редакцию: 23.11.2019
Исправленный вариант: 13.01.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:5, 493–495
Образец цитирования: И. И. Золотоверх, Е. Г. Ларионцев, “О возможности уменьшения нелинейных искажений частотной характеристики газового кольцевого лазера с периодической знакопеременной подставкой”, Квантовая электроника, 50:5 (2020), 493–495 [Quantum Electron., 50:5 (2020), 493–495]

Влияние легирования волновода на выходные характеристики лазерных излучателей на основе AlGaAs/GaAs

К. Ю. Телегин, М. А. Ладугин, А. Ю. Андреев, И. В. Яроцкая, Н. А. Волков, А. А. Падалица, А. В. Лобинцов, А. Н. Апарников, С. М. Сапожников, А. А. Мармалюк

  • АО «НИИ “Полюс” им. М. Ф. Стельмаха», г. Москва
  • Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”, г. Москва
Аннотация: Проанализировано влияние легирования волноводных слоев на выходные характеристики лазерных излучателей на основе двойных гетероструктур раздельного ограничения AlGaAs/GaAs. Изучены гетероструктуры с узким и расширенным волноводами. Экспериментально получены образцы линеек лазерных диодов с нелегированными и легированными волноводными слоями, и проведено их сравнение. Показано, что последний вариант конструкции структур с расширенным волноводом позволяет при прочих равных условиях увеличить выходную мощность линеек лазерных диодов на 10% – 15%.
Ключевые слова: полупроводниковый лазер, линейка лазерных диодов, волновод, легирование, выходная мощность
Поступила в редакцию: 24.01.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:5, 489–492
Образец цитирования: К. Ю. Телегин, М. А. Ладугин, А. Ю. Андреев, И. В. Яроцкая, Н. А. Волков, А. А. Падалица, А. В. Лобинцов, А. Н. Апарников, С. М. Сапожников, А. А. Мармалюк, “Влияние легирования волновода на выходные характеристики лазерных излучателей на основе AlGaAs/GaAs”, Квантовая электроника, 50:5 (2020), 489–492 [Quantum Electron., 50:5 (2020), 489–492]

Фотонные методы и технологии мониторинга океана и атмосферы

Ю. Н. Кульчин, С. С. Вознесенский, Е. Л. Гамаюнов, С. С. Голик, А. А. Ильин, О. Т. Каменев, А. И. Никитин, А. Н. Павлов, А. Ю. Попик, Р. В. Ромашко, Е. П. Субботин

  • Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, г. Владивосток
  • Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток
Аннотация: Представлен обзор исследований фотонных методов и технологий, перспективных для мониторинга океана и атмосферы, выполненных, главным образом, в последние годы в Институте автоматики и процессов управления ДВО РАН. Приведены результаты лидарных исследований, позволившие выявить особенности процессов взаимодействия океана и атмосферы в условиях перехода континент – океан, которые определяют особенности распределения атмосферного аэрозоля, малых газовых составляющих атмосферы и ее оптических характеристик. Рассмотрены методы и средства совместного оптического и лазерно-флуоресцентного мониторинга поверхности океана. Особое внимание уделено результатам исследований дистанционных методов и средств лазерно-искрового и лазерно-флуоресцентного экологического мониторинга океана в реальном времени, включающих разработку специальных волоконно-оптических зондов и мобильных подводных робототехнических комплексов. Приведены результаты разработки и исследования высокочувствительных и помехозащищенных волоконно-оптических гидро- и сейсмоакустических сенсоров дистанционного мониторинга океана, а также создания роботизированных средств подводной лазерной защиты морских судов, гидротехнических сооружений и океанографических приборов от негативного воздействия биообрастания.
Ключевые слова: лидар, атмосфера, океан, мониторинг, спектр, лазерная индуцированная флуоресценция, лазерная искровая спектроскопия, биообрастание.
Поступила в редакцию: 28.11.2019
Исправленный вариант: 14.03.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:5, 475–488
Образец цитирования: Ю. Н. Кульчин, С. С. Вознесенский, Е. Л. Гамаюнов, С. С. Голик, А. А. Ильин, О. Т. Каменев, А. И. Никитин, А. Н. Павлов, А. Ю. Попик, Р. В. Ромашко, Е. П. Субботин, “Фотонные методы и технологии мониторинга океана и атмосферы”, Квантовая электроника, 50:5 (2020), 475–488 [Quantum Electron., 50:5 (2020), 475–488]

Возможно ли невозмущающее измерение коллапса вектора квантового состояния удаленной локализованной системы?

А. В. Белинский

  • Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет
Аннотация: На примере эксперимента, реализующего, по утверждению его авторов, парадокс друзей Вигнера, показана невозможность измерения состояния коллапса вектора состояния удаленной локализованной системы. Установлено также, что объективность результатов квантовых измерений при этом не нарушается.
Ключевые слова: парадокс друзей Вигнера, квантовые невозмущающие измерения, неравенство Белла, неравенство Клаузера–Хорна–Шимони–Хольта, вектор квантового состояния, проекционный постулат фон Неймана, “no communication theorem”.
Поступила в редакцию: 17.11.2019
Исправленный вариант: 17.01.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:5, 469–474
Образец цитирования: А. В. Белинский, “Возможно ли невозмущающее измерение коллапса вектора квантового состояния удаленной локализованной системы?”, Квантовая электроника, 50:5 (2020), 469–474 [Quantum Electron., 50:5 (2020), 469–474]

Роль коллективного приготовления и измерения состояний в некоторых квантовых коммуникационных протоколах

Д. А. Кронберг

  • Математический институт им. В.А. Стеклова РАН, г. Москва
  • Российский квантовый центр, Москова, Сколково
  • Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Московская облаcть, г. Долгопрудный
Аннотация: Рассматриваются связанные задачи в квантовых коммуникациях: распределение информации и секретного ключа между отправителем и несколькими получателями. Исследуется выгода участников коммуникационных протоколов как от использования коллективных измерений, так и от коллективных действий на передающей стороне, связанных с использованием сцепленных состояний и различными действиями над ними.
Ключевые слова: квантовая информация, классически-квантовый канал связи, коммуникационный протокол, супераддитивность, сцепленное состояние, секретный ключ.
Поступила в редакцию: 15.11.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:5, 461–468
Образец цитирования: Д. А. Кронберг, “Роль коллективного приготовления и измерения состояний в некоторых квантовых коммуникационных протоколах”, Квантовая электроника, 50:5 (2020), 461–468 [Quantum Electron., 50:5 (2020), 461–468]

О возможностях использования практических ограничений перехватчика в квантовой криптографии

А. С. Аванесов, Д. А. Кронберг

  • Математический институт им. В.А. Стеклова РАН, г. Москва
  • Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Московская облаcть, г. Долгопрудный
  • Российский квантовый центр, Москова, Сколково
Аннотация: Важным преимуществом квантовой криптографии перед классической является то, что секретность передаваемых ключей не связана с предположениями о возможностях перехватчика и гарантируется законами природы. Тем не менее в ряде ситуаций имеет смысл рассмотреть некоторые разумные предположения о возможностях перехватчика, позволяющие увеличить скорость распределения секретного ключа. Предлагаются методы использования легитимными пользователями некоторых практических ограничений, а также строятся атаки, которые перехватчик может применить в условиях этих ограничений.
Ключевые слова: квантовая криптография, когерентные состояния, псевдослучайные генераторы.
Поступила в редакцию: 28.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:5, 454–460
Образец цитирования: А. С. Аванесов, Д. А. Кронберг, “О возможностях использования практических ограничений перехватчика в квантовой криптографии”, Квантовая электроника, 50:5 (2020), 454–460 [Quantum Electron., 50:5 (2020), 454–460]