Публікація: Автоматизація процесів з'єднання фотонно-кристалічних волокон
Завантаження...
Дата
2021
Автори
Назва журналу
ISSN журналу
Назва тома
Видавництво
ХНУРЕ
Анотація
Дисертацію присвячено вирішенню важливого та актуального науково-прикладного завдання розробки методів та засобів технологічного, інформаційного та математичного забезпечення, які гарантують задані параметри процесів з’єднання фотонно-кристалічних волокон та відповідно низькі оптичні втрати у їх з’єднаннях.
В роботі виконано теоретичне обґрунтування побудови автоматизованих систем керування процесами позиціонування фотонно-кристалічних волокон в їх з’єднанні. Вперше розроблено метод автоматизованого позиціонування поєднуваних фотонно-кристалічних волокон, заснований на визначені параметрів розташування їх осей за лініями регресії, побудованими шляхом ідентифікації координат центрів фотонно-кристалічних волокон із застосуванням методу автозгортки до виміряного розподілу оптичного поля фотонно-кристалічних волокон, що дозволяє підвищити якість з’єднання та зменшити втрати оптичної потужності сигналу у з’єднанні.
Вперше розроблено метод автоматизованого позиціонування двох фотонно-кристалічних волокон, заснований на врахуванні куту взаємного повороту волокон навколо їх поздовжньої осі, що дає змогу враховувати структуру модового поля волокна в процесі з’єднання та зменшити оптичні втрати.
Отримав подальший розвиток метод визначення координати центру перерізу фотонно-кристалічного волокна, який відрізняється від відомих застосуванням до сформованого при поперечному зондуванні світловим променем фотонно-кристалічного волокна одновимірного розподілу оптичного поля процедури автозгортки, що дає змогу підвищити точність визначення розташування волокна.
Удосконалено математичне забезпечення автоматизованої системи керування процесом з’єднання фотонно-кристалічних волокон за рахунок обґрунтування методів поперечного та поздовжнього оптичного контролю об’єкту, врахування особливостей оптико-геометричної структури фотонно-кристалічних волокон, що сприяє покращенню характеристик якості процесу позиціонування.
Проведено моделюючі та фізичні експериментальні дослідження, що довели досягнення потрібних показників точності позиціонування фотонно-кристалічних волокон та як наслідок покращення характеристик якості їх з’єднань.
Практичне значення отриманих теоретичних результатів роботи підтверджено забезпеченням низького рівня оптичних втрат у з’єднаннях ФКВ за рахунок використання нових методів їх автоматизованого позиціонування за лінійними координатами та за кутом взаємного повороту. Практичні результати, що отримано, підтверджені актами реалізації та впровадження та доводять коректність теоретичних положень дисертаційної роботи, високу якість розроблених методів. Результати дисертаційної роботи впроваджені та реалізовані: в лабораторії метрології та виробничої лабораторії Центру інформаційних технологій та технічного забезпечення
Нововолинської філії ВАТ «Укртелеком» (акт про впровадження від 15.02.2016 р.); в освітньому процесі Харківського національного університету радіоелектроніки (акт про впровадження в освітній процес Харківського національного університету радіоелектроніки, м. Харків від 04.05.2020).
Впровадження розроблених в дисертаційній роботі методів в системи автоматизованого керування процесами позиціонування та з’єднання фотонно-кристалічних волокон під час виробництва або експлуатації компонентів на їх основі знижує рівень втрат оптичної потужності на з’єднаннях на 6…10%. Результати досліджень можуть бути використані в дослідженнях та розробках, що виконуються у ДП «Науково-дослідний технологічний інститут приладобудування» (м. Харків), ДП Харківський релейний завод «Радіореле» (м. Харків), АТ «Хартрон» (м. Харків), АТ «Южкабель» (м. Харків), АТ «Одескабель» (м. Одеса) та інших організаціях та підприємствах, що вирішують проблеми створення волоконно-оптичних систем, проектування та виробництва волоконно-оптичних компонентів.
The dissertation work is dedicated to the decision of an important and actual scientific and applied task of methods and means development of technological, informational and mathematical maintenance which guarantee the set parameters of photonic crystal fibers connection processes and accordingly low optical losses in their connections.
Theoretical substantiation of construction of automated control systems of photonic crystal fibers positioning processes at their connection is executed in the work. The result was the further development and improvement of mathematical software complex through the development of methods for automated positioning of photonic crystal fibers in their axes and mode field distribution. The first method is based on autoconvolution method sequentially determined of the optical field distribution center coordinates, which is measured in the rear planes of photonic crystal fibers perpendicularly illuminated and represented by a linear regression model. This has improved the quality of the connection and reduced the loss of signals optical power in the connection. The second method allows to coordinate the distribution of mode fields at the ends of longitudinally excited photonic crystal fibers by determining and returning the angle of mutual rotation of the fibers around their longitudinal axis. This made it possible to take into account the structure of the mode field of the fiber during the connection process and to reduce the optical losses.
Modeling and physical experimental researches which have proved achievement of the necessary indicators of photonic crystal fibers positioning accuracy and, as a result, improvement of their connections quality characteristics are carried out.
Опис
Ключові слова
фотонно-кристалічне волокно, позиціонування, втрати сигналу, контроль, автоматизована система керування, процес з’єднання, photonic crystal fiber, positioning, signal loss, control, automated control system, connection process
Бібліографічний опис
Сичова О. В. Автоматизація процесів з'єднання фотонно-кристалічних волокон : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.13.07 "Автоматизація процесів керування" / О. В. Сичова ; М-во освіти і науки України, Харків. нац. ун-т радіоелектроніки. – Харків, 2021. – 23 с.