Исследования нелинейных эффектов и квантовых явлений при взаимодействии электромагнитного излучения с веществом с целью создания интегрально-оптических и СВЧ компонентов для высокоточных оптических датчиков и систем сверхскоростной обработки информации

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЙ – новые оптические композитные материалы, интегрально-оптические модуляторы, квантовые фотонные гейты, газовая ячейка с ацетиленом, оптоэлектронный генератор, система передачи энергии по оптическому волокну. ЦЕЛЬ РАБОТЫ – разработка и исследование новых методов управления оптическими сигналами для создания на их основе устройств для систем телекоммуникаций, прецизионных оптических измерений, радиофотоники и квантовых информационных систем. Исследовано взаимодействие электромагнитного излучения оптического диапазона в виде феррожидкостей с различными типами стабилизации. изучены процессы, связанные с формированием и эволюцией агломератов магнитоупорядоченных наночастиц. Выполнены предварительные исследования эффекта светоиндуцированной агрегации магнитных наночастиц и их влияния на измерения, проводимые методом лазерной корреляционной спектроскопии. Изготовлены прозрачные твердотельные композиты, содержащие наночастицы магнетита, внедренные в различные полимерные матрицы из ферроколоидных растворов, установлены статистические характеристики агрегатов, образующихся в них при различных условиях (разные матрицы, разные величины напряженности внешнего магнитного поля). Изучен транспорт заряда по поверхности электризованных пленок политетрафторэтилена при адсорбции электропроводящей фазы. Обнаружено затухание скорости перемещения перепада потенциала по поверхности пленки, ограничивающее область его распространения. Рассмотрено влияние отклонения параметров светоделителей на работу квантового фотонного гейта в интегрально-­оптическом исполнении. Показано, что требуемая точность вполне достижима для электро-­оптического управления в геометрии X-делителя. Исследованы режимы работы оптоэлектронного генератора (ОЭГ), использующего в качестве перестраиваемого радиофотонного СВЧ фильтра фазовый модулятор с ацетиленовой ячейкой в качестве дискриминатора. Получена стабильная генерация с низким фазовым шумом -122 дБн/Гц при смещении 10 кГц от несущей частоты при диапазоне перестройки от 4 до 12 ГГц. Разработаны новые методы одновременной передачи информационных сигналов, сервисных сигналов и энергии по одномодовому оптическому волокну. Разработана система дистанционного управления и стабилизации рабочей точки интегрально-оптического модулятора Маха-Цендера на основе волноводов в LiNbO3. Продемонстрировано эффективное дистанционное управление рабочей точкой модулятора на расстоянии 1 км по одномодовому оптоволокну, при одновременной передаче оптической несущей на длине волны 1550 нм и низкочастотного управляющего сигнал пиковой мощностью 2 мВт на длине волны 1310 нм. Так же была экспериментально продемонстрирована эффективная одновременная передача света мощностью более 2 Вт на длине волны 976 нм и оптической несущей для передачи высокочастотного аналогового сигнала на длине волны 1550 нм на расстояние до 1 км по стандартному одномодовому волокну. Полученные результаты обладают научной новизной и имеют прикладное значение для разработки отечественной компонентной базы для высокоточных оптических датчиков, радиофотоники, и систем сверхскоростной обработки информации включая оптические квантовые вычислительные системы.