|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Теоретические основы разработки оптических нанопокрытий для телекоммуникацийНИР
Theoretical basis for elaboration of optical nano-coatings for the telecommunication applications
- Руководитель НИР: Тихонравов А.В.
- Участники НИР: Козлов И.В., Кочиков И.В., Смирнова Е.Н., Шарапова С.А.
- Подразделение: 4.14.Лаборатория вычислительного эксперимента и моделирования
- Срок исполнения: 1 января 2016 г. - 31 декабря 2018 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 16-07-00872
- Номер ЦИТИС: АААА-А16-116021210099-4
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Математическое моделирование, методы вычислительной и прикладной математики и их применение к фундаментальным исследованиям в различных областях знаний и в нанотехнологиях
- ПН России: Информационно-телекоммуникационные системы
- Направление технологического прорыва России: Стратегические информационные технологии
-
Ключевые слова:
информационные системы, групповая задержка, wdm-технологии, оптимизация, дисперсия групповой задержки, спектральные характеристики, телекоммуникации, оптические нанопокрытия, технологии напыления в вакууме
wdm technologies, group dispersion, spectral characteristics, optical nanocoatings, vacuum deposition, optimization, telecommunitaion -
Описание:
Многослойные оптические покрытия с большим числом слоев, имеющих толщины порядка одной-нескольких сотен нанометров, позволяют создавать компактные фильтры для современных телекоммуникационных приложений. Теоретические исследования таких покрытий открывают новые возможности для усовершенствования существующих методов их проектирования. Они позволяют поставить и решить вопрос о выборе оптимальной для практики конструкции покрытия из широкого множества возможных решений задачи их проектирования. Данный вопрос должен быть решен с учетом современных технологических возможностей процессов напыления покрытий для телекоммуникаций и существующих методов контроля этих процессов. Важной задачей является также исследование связи энергетических и фазовых спектральных характеристик многослойных телекоммуникационных фильтров, поскольку фазовые спектральные характеристики влияют на изменение временной формы проходящих через фильтр импульсов, и в случае коротких импульсов могут вызывать их существенные искажения. Указанные теоретические исследования будут проведены в рамках предлагаемого проекта.
-
Планируемые результаты:
В результате выполнения работ первого года проекта будут получены теоретические оценки основных параметров, определяющих множество возможных решений задач проектирования WDM-фильтров. К этим параметрам относятся число резонаторных слоев (резонаторных полостей) фильтра, общее число слоев фильтра, полная оптическая толщина фильтра. Оценки будут получены на основе сформулированных допусков на параметры, определяющие спектральные свойства фильтра. В первую очередь к ним относится крутизна спектральной характеристики фильтра в области перехода от полосы пропускания фильтра к области блокировки сигнала и ширина области пропускания фильтра. Предполагаемые оценки будут получены с учетом технологических ограничений на допустимые толщины слоев фильтра, например, таких, как предельная толщина индивидуальных слоев фильтра (данное ограничение связано с возможностью отслоения фильтров со слишком толстыми индивидуальными слоями). В течение первого года проекта будут также проведены масштабные расчеты многослойных GFF элементов. В результате анализа расчетных структур данных элементов с различной полной оптической толщиной должны быть установлены их специфические структурные особенности. Параллельно на основе аналитического исследования спектральных характеристик будут определены требования к полной оптической толщине GFF элементов, обеспечивающие необходимую точность приближения заданной целевой спектральной характеристики данного элемента. На основе полученных данных будут сформулированы условия оптимального синтеза (проектирования) GFF элементов. В последующие два года работы будут выработаны рекомендации по выбору оптимальных для практики структур фильтров с учетом возможных методов контроля технологических процессов их напыления. Будет проведен статистический анализ влияния различных факторов на точность контроля толщин слоев фильтров и получены соответствующие оценки. Будут определены возможные искажения временной формы импульсов при их прохождении через телекоммуникационные многослойные оптические элементы.
-
Научный задел:
В работах руководителя проекта и его коллег были разработаны наиболее эффективные на сегодняшний день общие методы проектирования оптических нанопокрытий. Был предложен также абсолютно новый автоматизированный подход к проектированию узкополосных фильтров для WDM технологий. В ряде работ последних лет исследованы различные аспекты контроля технологических процессов напыления покрытий. Результаты этих работ позволили впервые оценить влияние различных факторов на точность контроля толщин слоев покрытий в процессе их напыления. Руководителем проекта были впервые детально исследованы аналитические свойства спектральных характеристик слоистых сред. На основе этих работ возможно исследование амплитудно-фазовых свойств многослойных покрытий, в том числе покрытий для нужд телекоммуникаций.
- Добавил в систему: Шарапова Светлана Анатольевна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Теоретические основы разработки оптических нанопокрытий для телекоммуникаций |
| Результаты этапа: Основные результаты, полученные в 2016 году: 1. Получены теоретические оценки основных параметров, определяющих множество возможных решений задач проектирования WDM-фильтров. К этим параметрам относятся число резонаторных слоев (резонаторных полостей) фильтра, общее число слоев фильтра, полная оптическая толщина фильтра. 2. Сформулированы и учтены технологические ограничения на допустимые толщины слоев фильтра, в частности, на предельную толщину индивидуальных слоев фильтра (данное ограничение связано с возможностью отслоения фильтров со слишком толстыми индивидуальными слоями). 3. Проведены масштабные расчеты многослойных GFF элементов. В результате анализа расчетных структур данных элементов с различной полной оптической толщиной установлены их специфические структурные особенности. 4. Проведено аналитическое исследование спектральных характеристик и определены требования к полной оптической толщине GFF элементов, обеспечивающие необходимую точность приближения заданной целевой спектральной характеристики данного элемента. На основе полученных данных сформулированы условия оптимального синтеза (проектирования) GFF элементов. | ||
| 2 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Теоретические основы разработки оптических нанопокрытий для телекоммуникаций |
| Результаты этапа: Основные результаты, полученные в 2017 году: В 2017 году основным направлением исследований было изучение структуры важнейших типов телекоммуникационных фильтров и исследование влияния ошибок в толщинах слоев покрытий на их спектральные характеристики. В качестве объектов исследования были выбраны используемые в телекоммуникационных системах для спектрального разделения информационных каналов WDM-фильтры, в том числе такая важная их разновидность, как 4-skip-0 фильтры, и GFF-фильтры, используемые для компенсации неравномерности спектрального коэффициента усиления, возникающей при усилении оптического сигнала. Для каждого типа фильтров было проведено проектирование оптического покрытия, реализующего заданную спектральную характеристику (коэффициент пропускания). Ввиду того, что различные методы оптического контроля толщин слоев в процессе напыления приводят к различным вариантам корреляций ошибок толщин напыленных слоев, было проведено статистическое моделирование процесса напыления оптических покрытий со внесением случайных ошибок толщин и использованием различных методов контроля (монохроматический контроль по методу поворотной точки и широкополосный оптический контроль). При использовании определенных видов контроля толщины слоев в процессе их напыления наблюдается эффект самокомпенсации ошибок толщин слоев. Эффект самокомпенсации является следствием определенной корреляции ошибок толщин слоев, вносимой процедурой оптического контроля. Величина этого эффекта может быть оценена путем сравнения оптических характеристик построенного покрытия (с учетом ошибок, вносимых при моделировании) с аналогичным покрытием, ошибки толщин слоев которого некоррелированы. | ||
| 3 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Теоретические основы разработки оптических нанопокрытий для телекоммуникаций |
| Результаты этапа: Получены оценки возможных искажений импульсов в зависимости от полосы пропускания телекоммуникационного фильтра и его структурных особенностей. Получены оценки влияния ошибок в параметрах слоев на фазовые характеристики различных типов фильтров. Обобщение результатов предыдущих этапов, в частности, влияние структуры фильтров и процедуры контроля толщин слоев покрытия на их оптические характеристики. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".