Квантовая и оптическая электроника

При создании волоконно-оптических гироскопов широко используются интегральные оптические схемы (ИОС), с помощью которых световые пучки от источника света подводятся к волокну, производится деление и последующее объединение световых пучков, обеспечивается фазовая модуляция и т.д. Основными элементами ИОС являются оптические волноводы, среди которых чаще всего используются канальные волноводы. При изготовлении канальных волноводов необходимо использовать подложку, на которой образован плоский слой оптически прозрачного материала, являющийся уже по сути дела плоским оптическим волноводом.

Основным направлением использования оптических волокон являются волоконно-оптические линии связи, все шире применяемые в настоящее время в различных видах связи и явившиеся одним из основных средств, обеспечивших создание Интернет.

Оптические средства передачи информации использовались человеком на протяжении всей истории его развития. С появлением радио и телефона оптическая связь в значительной степени потеряла свою актуальность, но с появлением лазерных источников с малой расходимостью светового пучка интерес к передаче информации оптическими методами возобновился.

Спектр излучения лазера определяется соотношениями, следующими из энергетических и фазовых условий генерации. Из энергетических условий следует, что генерация возможна только в той области частот, где выполняется условие G > μ (усиление больше потерь). На рис. 1а изображена линия усиления активной среды G(ω) и уровень потерь в резонаторе μ. Пунктиром выделена область частот, в которой возможно генерация (область существования генерации).

Фазовое условие существования генерации определяют собственные частоты резонатора ω_q (Рис. 1б). Генерация происходит на тех собственных частотах резонатора, которые попадают в область существования генерации.

Наиболее перспективными приемными устройствами в оптическом диапазоне волн, способными принимать частотно-модулированные и фазо-модулированные сигналы, измерять доплеровский сдвиг частот, осуществлять однополосный прием и т.д., считаются супергетеродинные приемники. Супергетеродинные приемники по сравнению с приемниками прямого усиления позволяют существенно уменьшить влияние фоновых засветок. Возможность подавления фонового излучения супергетеродинными приемниками обусловлена тем, что их полоса пропускания сравнительно невелика и определяется полосой пропускания радиотехнических цепей.

В то же время приемники прямого усиления принимают сигналы (и помехи) во всей полосе пропускания оптического фильтра. Использование супергетеродинных приемников оптического диапазона в различных системах связи и локации позволяет также подавить темновые шумы фотодетектора и ослабить влияние шумов последующих каскадов путем выбора мощности сигнала гетеродина.