ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. eISSN 1684-1719. 2023. №12
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.12.12
УДК: УДК: 535.4(076.5)
ПРИНЦИП ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СИГНАЛОВ
В ФОТОННЫХ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВАХ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ОБЪЁМНЫХ ФУРЬЕ-ГОЛОГРАММ
А.Г. Прыгунов
Донской государственный технический университет
344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1
Статья поступила в редакцию 8 ноября 2023 г.
Аннотация. Показана актуальность перехода к новой элементной базе для построения телекоммуникационных систем и устройств с улучшенными техническими характеристиками на основе технологий фотоники и, в том числе, голографической фотоники. Для улучшения технических характеристик и расширения функциональных возможностей аппаратуры телекоммуникационных систем при построении их конструкций предложено использовать объёмные Фурье-голограммы. Сформулирован принцип преобразования информационных параметров электрических сигналов в фотонном телекоммуникационном устройстве с объёмной Фурье-голограммой в соответствующие им параметры голографической интерферограммы и разработана структурная схема этого принципа. Указано, что для практического использования принципа электрооптического преобразования сигналов в фотонных телекоммуникационных устройствах с оптическими модуляторами и объёмными Фурье-голограммами в их конструкции каждый этап реализации этого принципа необходимо рассматривать в качестве отдельной задачи. Описано функциональное назначение отдельных элементов структурной схемы принципа преобразования. Показаны возможные методы модуляции параметров светового потока в фотонном телекоммуникационном устройстве с объёмной Фурье-голограммой. Представлены варианты структурных схем голографических фотонных устройств с отражательной и отражательно-пропускающей Фурье голограммами соответственно. Приведены математические соотношения, определяющие характер распределения интенсивности светового потока на интерферограмме, формируемой в плоскости объёмной Фурье-голограммы. Рассмотрено влияние объёмной Фурье-голограммы на параметры когерентного светового потока. Отмечено, что голографическая интерферограмма, сформированная в плоскости объёмной Фурье-голограммы, проецируется в прожекторную зону с сохранением амплитудно-фазовых соотношений между интерферирующими световыми потоками, но с изменением масштаба проецируемой интерферограммы. Разработаны рекомендации по использованию принципа преобразования сигналов в фотонных телекоммуникационных устройствах с использованием объёмных Фурье-голограмм. Поясняется влияние электрооптического и акустооптического модуляторов когерентного светового потока со сферическим волновым фронтом на положение его фазового центра. Указано, что чувствительность параметров голографической интерферограммы к изменениям напряжения модулирующего электрического сигнала можно регулировать, изменяя параметры элементов оптической схемы голографического фотонного телекоммуникационного устройства и условия записи объёмной Фурье-голограммы. Сделан обоснованный вывод о целесообразности построения фотонных телекоммуникационных устройств с использованием оптических модуляторов светового потока в сочетании с объёмными Фурье-голограммами.
Ключевые слова: фотоника, телекоммуникационные устройства, принцип преобразования, схема принципа, модуляция, объёмная Фурье-голограмма, интерферограмма.
Финансирование: работа подготовлена в рамках научной темы «Разработка беспилотных технологий на основе комплексной поэтапной оптимизации с редукцией экстремальных задач и инструментов нейро-нечёткого моделирования (FZNE-202 2-0006)».
Автор для переписки: Прыгунов Александр Германович, agprygunov@mail.ru
Литература
1. Межведомственная программа исследований и разработок в области фото-ники на 2017-2020 годы. Разработана на основании Протокола заседания президиума Совета при Президенте РФ по модернизации экономики и инно-вационному развитию России от 9 июля 2014 г. № 4. [web]. Технологическая платформа "Фотоника". Дата обращения: 10.06.2023. URL: http://www.photonica.cislaser.com/data/program_photonica_2017-2020.pdf
2. Белкин М.Е., Кудж С.А., Сигов А.С. Новые принципы построения радиоэлектронной аппаратуры СВЧ-диапазона с использованием радиофотонной технологии. Российский технологический журнал. 2016. № 1(10), С. 4-20.
3. Прыгунов А.Г. Физические основы использования голографического интерферометра в фотонных телекоммуникационных устройствах. Радиотехнические и телекоммуникационные системы. 2021. №2(42). С. 42-49. http://doi.org/10.24412/2221-2574-2021-242-42-49.
4. Прыгунов А.Г. Физические основы использования объемных отражательных голограмм в устройствах радиофотоники. Электросвязь. 2021. №8. С. 54-59. http://doi.org/10.34832/ELSV.2021.21.8.009
5. Прыгунов А.Г. Особенности применения объёмных голограмм в фотонных устройствах телекоммуникационных систем. Радиотехника, 2023. Т. 87, № 1. – С. 116-125.
6. Прыгунов А.Г. Анализ свойств избирательности объёмной голограммы в голографическом фотонном устройстве. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал], 2021. № 11. URL: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2021.11.5.
7. Звездина М.Ю., Елисеев А.В., Прыгунов А.Г., Русанов Р.И. Использование голографии в задаче стабилизации частоты генераторного оборудования. Электросвязь. – 2019. № 1. – С. 29-34.
8. Цветков А.Ю., Прыгунов А.Г., Аникейчик Н.Д., Рыбалко И.П., Осипов Н.А. Аналого-цифровое преобразование сигналов с угловой манипуляцией для программно-определяемых радиосистем. Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2016. Т. 16. № 3. С. 402–408. https://doi.org/10.17586/2226-1494-2016-16-3-402-408
9. Габриэльян Д.Д., Демченко В.И., Караваев С.В., Михайлов Н.А., Прыгунов А.Г. Тракт формирования управляющего сигнала голографической системы автоматической регулировки усиления и его моделирование. Радиотехника. – 2019. – том 83, номер 7(9). – С. 215-221.
10. Петров В.М., Шамрай А.В. СВЧ интегрально-оптические модуляторы. Тео-рия и практика. Санкт-Петербург: Университет ИТМО, 2021. – 225 с.
11. Гауэр Дж. Оптические системы связи: Пер. с англ.- Москва: Радио и cвязь, 1989. – 504 с.
12. Гребнев А.К., Гридин В.Н., Дмитриев В.П. Оптоэлектронные элементы и устройства. Под ред. Ю.В. Гуляева. – Москва: Радио и связь, 1998. – 336 с.
13. Антонов С.Н., Филатов А.Л.. Акустооптическое управление энергетическим профилем лазерного излучения. Журнал технической физики, 2018, том 88, вып. 1. С. 93-97.
14. Малов В.В. Пьезорезонансные датчики. – 2-е изд., перераб. и доп. – Москва: Энергоатомиздат, 1989. – 272 с.: ил.
15. Безуглов Д.А., Прыгунов А.Г., Трепачев В. В. Анализ дифракции света на эталонной голограмме при измерении перемещений объектов простран-ственно-спектральным методом. Автометрия. СО РАН, № 5, 1998. С. 21-28.
Для цитирования:
Прыгунов А.Г. Принцип преобразования сигналов в фотонных телекоммуникационных устройствах с использованием объёмных Фурье-голограмм. // Журнал радиоэлектроники. – 2023. – №. 12. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.12.12