Многомодовые волоконные брэгговские решётки с оптимальным спектральным откликом
| Название НИОКТР | Многомодовые волоконные брэгговские решётки с оптимальным спектральным откликом |
|---|---|
| Аннотация | Датчики на основе волоконных брэгговских решёток (ВБР) являются привлекательными для широкого спектра применений благодаря таким своим преимуществам как легкость и компактность, электромагнитная совместимость и электровзрывобезопасность, биосовместимость, пригодность для суровых условий эксплуатации, возможность создания сенсорных сетей с помощью мультиплексирования с разделением по длине волны или по времени. Широкое распространение в науке и технике получили волоконные брэгговские решётки, записанные в одномодовое оптическое волокно за счёт хорошо отработанных технологий их записи и простоты обработки сигналов, получаемых от таких ВБР. Однако целый ряд перспективных направлений исследований предполагает использование в сенсорной системе многомодового оптического волокна. В эти направления входят исследования датчиков на основе волоконных брэгговских решёток с повышенной чувствительностью, записанных в многомодовых полимерных CYTOP волокнах, исследования высокотемпературных датчиков (до двух тысяч градусов и выше) на основе волоконных брэгговских решеток, записанных в многомодовых сапфировых оптических волокнах, создание низкобюджетных сенсорных систем с волоконными брэгговскими решётками на основе только многомодового оптического волокна и др. Одними из основных препятствий на пути к созданию высокоэффективных сенсорных систем на основе многомодовых волоконных брэгговских решёток (МВБР) является следующая их особенность: спектр отражения известных МВБР содержит в себе вместо одного резонансного отклика множество резонансов на разных длина волн с коэффициентами отражения для каждого резонанса на уровне долей процента. Это приводит к резкому снижению соотношения сигнал-шум отраженного спектра до уровня от 6 до 20 дБ, а также затрудняет его последующую обработку, в связи с этим падают точность и разрешающая способность датчиков, построенных на основе таких МВБР, возрастают требования к характеристикам как оптической части опросной аппаратуры ввиду низкого соотношения сигнал-шум, так и электронной части ввиду необходимости реализации более продвинутых и ресурсозатратных алгоритмов обработки сигнала МВБР. На данный момент отсутствуют эффективные подходы создания МВБР с единым резонансным откликом, имеющим высокий коэффициент отражения. Данный проект посвящён решению этой проблемы и направлен на разработку подхода оптимизации многомодовых волоконных брэгговских решеток с целью получении единого резонансного отклика в спектре отражения МВБР с высоким коэффициентом отражения на уровне не менее 70% и одновременного повышения на порядок соотношения сигнал-шум с типичных 6-20 дб до 45 дб и более. Для решения данной проблемы предлагается введение оптимального «чирпа» МВБР. Разработанный по результату выполнения проекта подход получения единого резонансного отклика в спектре отражения МВБР с высоким коэффициентом отражения за счёт оптимизации параметров «чирпа» решетки будет являться принципиально новым и не имеющим аналогов. В частности, в известных работах, посвященных созданию МВБР с единым резонансным откликом в режиме многомодового возбуждения, коэффициенты отражения составляют всего от долей процента до одного процента. Такой низкий коэффициент отражения обусловлен спользованию до сих пор неэффективных методов создания одиночного отклика, заключающимися в организации взаимодействия с МВБР только одной модой многомодового световода. Кроме того, научной новизной будет обладать и предлагаемая к разработке физико-математическая модель чирпированной многомодовой волоконной брэгговской решётки, которая на данный момент не имеет аналогов в известной автору проекта научной литературе. |
| Доступ к ОКОГУ исполнителя | False |
| Количество связанных РИД | 0 |
| Количество завершенных ИКРБС | 0 |
| Сумма бюджета | 3000.0 |
| Дата начала | 2025-09-15 |
| Дата окончания | 2027-06-30 |
| Номер контракта | 25-79-00365 |
| Дата контракта | 2025-09-15 |
| Количество отчетов | 2 |
| УДК | 535:621.372.8 535:538.975 |
| Количество просмотров | 5 |
| Руководитель работы | Маркварт Александр Александрович |
| Руководитель организации | Фомин Юрий Владимирович |
| Исполнитель | ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО" |
| Заказчик | Российский научный фонд |
| Федеральная программа | Отсутствует |
| Госпрограмма | — |
| Основание НИОКТР | Грант |
| Последний статус | 2025-12-16 11:40:16 UTC, 2025-12-16 11:40:16 UTC |
| ОКПД | Нет |
| Отраслевой сегмент | — |
| Минздрав | — |
| Межгосударственная целевая программа | — |
| Ключевые слова | Волоконно-оптические датчики; волоконная брэгговская решётка; низкобюджетная сенсорная система; многомодовое оптическое волокно; разрешающая способность измерений |
| Соисполнители | — |
| Типы НИОКТР | Фундаментальное исследование; Поисковое (ориентированные фундаментальные) исследование |
| Приоритетные направления | — |
| Критические технологии | — |
| Рубрикатор | 29.33.39 - Оптические явления в волноводах и тонких пленках. Интегральные оптические схемы |
| OECD | — |
| OESR | Оптика (включая лазерную оптику и квантовую оптику) |
| Приоритеты научно-технического развития | а) переход к передовым технологиям проектирования и создания высокотехнологичной продукции, основанным на применении интеллектуальных производственных решений, роботизированных и высокопроизводительных вычислительных систем, новых материалов и химических соединений, результатов обработки больших объемов данных, технологий машинного обучения и искусственного интеллекта; |
| Регистрационные номера | — |