priborИзвестия высших учебных заведений. ПриборостроениеJournal of Instrument Engineering0021-34542500-0381Национальный исследовательский университет ИТМО10.17586/0021-3454-2023-66-10-845-851pribor-190Research ArticleОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И КОМПЛЕКСЫOPTICAL AND OPTOELECTRONIC DEVICES AND COMPLEXESИзмерение величины двулучепреломления волокна типа Panda с помощью интерферометра СаньякаMeasuring the birefringence value of a PANDA fiber using a Sagnac interferometerОвчинниковК. А.OvchinnikovК. А.

Константин Александрович Овчинников - аспирант; начальник лаборатории

Пермь

Konstantin A. Ovchinnikov - Post-Graduate Student; Head of Laboratory

Perm

ovchinnikovka@pnppk.ruКриштопВ. В.KrishtopV. V.

Виктор Владимирович Криштоп - д-р физ.-мат. наук, профессор; главный научный сотрудник

Пермь

V. Krishtop - Dr. Sci., Professor; Chief Researcher

Perm

Krishtop@pnppk.ruГилевД. Г.GilevD. G.

Даниил Георгиевич Гилев - канд. техн. наук; начальник бюро; научный сотрудник

Пермь

Daniil G. Gilev - PhD; Researcher

Perm

gilevdg@pnppk.ruМаксименкоВ. А.MaksimenkoV. А.

Виталий Александрович Максименко - канд. физ.-мат. наук, доцент; кафедраобщей физики

Пермь

A. Maksimenko - PhD, Associate Professor; Department of General Physics, Associate Professor

Perm

mva30@mail.ruПерминовА. В.PerminovА. V.

Анатолий Викторович Перминов - д-р физ.-мат. наук, доцент; кафедра общей физики; заведующий кафедрой

Пермь

Anatoliy V. Perminov - Dr. Sci., Associate Professor; Department of General Physics, Head of the Department

Perm

perminov1973@mail.ruПермская научно-производственная приборостроительная компания; Пермский национальный исследовательский политехнический университетPerm Research and Production Instrument-Making Company; Perm National Research Polytechnic UniversityПермская научно-производственная приборостроительная компания; Пермский национальный исследовательский политехнический университет; Пермский государственный национальный исследовательский университетPerm Research and Production Instrument-Making Company; Perm National Research Polytechnic University; Perm State UniversityПермский национальный исследовательский политехнический университетPerm National Research Polytechnic University2023301120246610845851Copyright © Национальный исследовательский университет ИТМО, 20242024Национальный исследовательский университет ИТМОНациональный исследовательский университет ИТМОhttps://pribor.ifmo.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://pribor.ifmo.ru/jour/article/view/190

Представлена методика измерения величины двулучепреломления оптических волокон с применением интерферометра Саньяка и источника излучения c перестраиваемой длиной волны. Рассмотрены физические принципы, лежащие в основе представленной методики. Для устранения влияния нелинейности скорости перестройки длины волны источника излучения на точность измерений применен вспомогательный интерферометр с известными параметрами. Полученные значения двулучепреломления волокна совпадают с паспортными, что подтверждает эффективность предложенной методики измерения.

A technique for measuring the birefringence of optical fibers using a Sagnac interferometer and a radiation source with a tunable wavelength is presented. Physical principles that form the basis the presented methodology are considered. To eliminate the influence of the nonlinearity of the radiation source wavelength tuning rate on the measurement accuracy, an auxiliary interferometer with known parameters is used. The obtained values of measured fiber birefringence coincide with the passport values, which confirms the proposed measurement technique effectiveness.

двулучепреломлениеволокна с сохранением поляризацииволокно Pandaинтерферометр Саньякаперестраиваемый лазерbirefringencepolarization maintaining fibersPANDA fiberSagnac interferometertunable laserИсследования выполнены при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № FSNM-2023-0005).Research was carried out with the support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation (project No. FSNM-2023-0005).ReferencesFujii Y. and Sanos K. Polarization transmission characteristics of optical fibers with elliptical cross section // Electron. Comm. Jpn. 1980. Vol. 63. Pt. I. P. 87—93. https://doi.org/10.1002/ecja.4400630812.Fujii Y. and Sanos K. Electron. Comm. Jpn., pt. I, 1980, vol. 63, рр. 87–93, https://doi.org/10.1002/ecja.4400630812.Kumar A., Varshney R. K., Thyagarajan K. Birefringence calculations in elliptical-core optical fibres // Electronics Letters. 1984. Vol. 20. Р. 112.Kumar A., Varshney R.K., Thyagarajan K. Electronics Letters, 1984, vol. 20, рр. 112.Noda J., Okamoto K. and Sasaki Y. Polarization-maintaining fibers and their applications // Journal of Lightwave Technology. 1986. Vol. 4, N 8. P. 1071—1089. DOI: 10.1109/JLT.1986.1074847.Noda J., Okamoto K. and Sasaki Y. Journal of Lightwave Technology, 1986, no. 8(4), pp. 1071–1089, DOI: 10.1109/JLT.1986.1074847.Medeiros A., Barcelos S., Rigon E., Rando R., Seminario J., Santos M., and Oliveira R. PMD Characterization of Installed Fiber Networks – Compromise Between Result Accuracy and Measurement Time // Optical Fiber Communication Conference and Exposition and The National Fiber Optic Engineers Conference, Technical Digest (CD). Optica Publishing Group, 2006. Art. no. NTuC4.Medeiros A., Barcelos S., Rigon E., Rando R., Seminario J., Santos M., and Oliveira R. Optical Fiber Communication Conference and Exposition and The National Fiber Optic Engineers Conference, Optica Publishing Group, 2006, paper NTuC4.Ten S., Edwards M. An Introduction to the Fundamentals of PMD in Fibers // White Paper. 2006. Vol. WP5051.Ten S., Edwards M. White Paper, 2006, vol. WP5051.Gilev D. G., Valiushina P. M., Maksimenko V. A., and Krishtop V. V. Determination of induced birefringence in fiber-optic resonator from frequency difference between main and additional resonance peaks // Opt. Continuum. 2022. Vol. 1, N 3. Р. 487—493.Gilev D.G., Valiushina P.M., Maksimenko V.A., and Krishtop V.V. Opt. Continuum, 2022, no. 1(3), pp. 487–493.Drozdov I. R., Ovchinnikov K. A., Boychuk E. S., & Krishtop V. V. Two-stage method for comparing the lengths of optical fibers using OFDR // Intern. Conf. Laser Optics (ICLO). June 2022.Drozdov I.R., Ovchinnikov K.A., Boychuk E.S., & Krishtop V.V. International Conference Laser Optics (ICLO), 2022, pp. 1-1.Гилев Д. Г. Оценка динамического диапазона датчика угловой скорости на основе волоконно-оптического резонатора // Прикладная фотоника. 2023. Т. 10, № 1. С. 116—130.Gilev D.G. Applied photonics, 2023, no. 1(10), pp. 116–130. (in Russ.)Денисов И. В., Лисовский Н. В. Систематизация чувствительных к изгибу волоконных световодов // Прикладная фотоника. 2023. Т. 10, № 1. С. 131—148.Denisov I.V., Lisovsky N.V. Applied photonics, 2023, no. 1(10), pp. 131–148. (in Russ.)Краузин П. В., Трефилов И. А., Сагирова А. Р., Оглезнев А. А., Кондрашов А. Н., Юрина А. Д., Мельников Р. М. Алгоритм калибровки распределенного датчика температуры // Прикладная фотоника. 2023. Т. 10, № 2. С. 68—87.Krauzin P.V., Trefilov I.A., Sagirova A.R., Ogleznev A.A., Kondrashov A.N., Yurina A.D., Melnikov R.M. Applied photonics, 2023, no. 2(10), pp. 68–87. (in Russ.)Kumar A., Ghatak A. Polarization of light with applications in optical fibers. SPIE, 2011. 246 р. ISBN: 9780819482150. https://doi.org/10.1117/3.861761.Kumar A., Ghatak A. Polarization of light with applications in optical fibers, SPIE, 2011, 246 р., ISBN: 9780819482150, https://doi.org/10.1117/3.861761.Rogers A. Polarization in Optical Fibers. Artech house, 2008. 250 р. ISBN: 9781580535342.Rogers A. Polarization in Optical Fibers, Artech house, 2008, 250 р., ISBN: 9781580535342.Lefevre H. Fiber-optic gyroscopes. Artech house, 2022. 416 р.Lefevre H. Fiber-optic gyroscopes, Artech house, 2022, 416 р.Бурдин В. А. Измерения длины биений оптических волокон при зондировании импульсами увеличенной длительности // T-Comm-Телекоммуникации и Транспорт. 2009. № S1. С. 175—177.Burdin V.А. T-Comm: Telecommunications and transport, 2009, no. S1, pp. 175–177. (in Russ.)Моршнев С. К. и др. Измерение длины биений в двулучепреломляющих волоконных световодах // Фотоника. 2018. Т. 12, №. 6. С. 616—633.Morshnev S.K., Gubin V.P., Starostin N.I., Prshiyalkovsky Ya.V., Sazonov A.I. Photonics Russia, 2018, no. 6(12), pp. 616–633. (in Russ.)Малыкин Г. Б. Эффект Саньяка. Корректные и некорректные объяснения // Успехи физических наук. 2000. Т. 170, №. 12. С. 1325—1349.Malykin G.B. Physics-Uspekhi (Advances in Physical Sciences), 2000, no. 12(43), pp. 1229–1252.Song J. Optical frequency domain reflectometry: Sensing range extension and enhanced temperature sensitivity: M.Sc. Thesis. University of Ottawa, 2014. 113 р.Song J. Optical frequency domain reflectometry: Sensing range extension and enhanced temperature sensitivity: M.Sc. Thesis, Université d'Ottawa, 2014, 113 р.Song Jia, Li Wenhai, Lu Ping, Xu Yanping, Chen Liang & Bao Xiaoyi. Long-Range High Spatial Resolution Distributed Temperature and Strain Sensing Based on Optical Frequency-Domain Reflectometry // Photonics Journal. 2014. Vol. 6. Р. 1—8. doi 10.1109/JPHOT.2014.2320742.Song Jia, Li Wenhai, Lu Ping, Xu Yanping, Chen Liang, & Bao Xiaoyi. Photonics Journal, 2014, vol. 6, рр. 1–8, DOI: 10.1109/JPHOT.2014.2320742.Gilev D. G., Ovchinnikov K. A., Krishtop V. V. et al. Fiber Optic Resonators for Angular Rate Sensors // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2022. Vol. 86, Suppl. 1. Р. S75—S80. https://doi.org/10.3103/S1062873822700423.Ovchinnikov K. A., Gilev D. G., Krishtop V. V. et al. Application of Optical Frequency Domain Reflectometry for the Study of Polarization Maintaining Fibers // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2022. Vol. 86, Suppl. 1. Р. S156—S162. https://doi.org/10.3103/S1062873822700599.Gilev D.G., Ovchinnikov K.A., Krishtop V.V. et al. Bull. Russ. Acad. Sci. Phys., 2022, vol. 86, suppl. 1, рр. S75–S80, https://doi.org/10.3103/S1062873822700423.Ovchinnikov K. A., Gilev D. G., Krishtop V. V. et al. Application of Optical Frequency Domain Reflectometry for the Study of Polarization Maintaining Fibers // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2022. Vol. 86, Suppl. 1. Р. S156—S162. https://doi.org/10.3103/S1062873822700599.Ovchinnikov K.A., Gilev D.G., Krishtop V.V. et al. Bull. Russ. Acad. Sci. Phys., 2022, vol. 86, suppl. 1, рр. S156– S162, https://doi.org/10.3103/S1062873822700599.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.