ITMO
en/ en

ISSN: 1023-5086

en/

ISSN: 1023-5086

Научно-технический

Оптический журнал

Полнотекстовый перевод журнала на английский язык издаётся Optica Publishing Group под названием “Journal of Optical Technology“

Подача статьи Подать статью
Больше информации Назад

DOI: 10.17586/1023-5086-2026-93-06-51-57

УДК: 681.7.068

Исследование каскада из трёх волоконных брэгговских решёток для создания узкополосного спектрального фильтра

Яндыбаева Ю.И., Варжель С.В., Волковский С.А., Калязина Д.В., Магомедова А.А., Куликов А.В.
Ссылка для цитирования:

Яндыбаева Ю.И., Варжель С.В., Волковский С.А., Калязина Д.В., Магомедова А.А., Куликов А.В. Исследование каскада из трёх волоконных брэгговских решёток для создания узкополосного спектрального фильтра // Оптический журнал. 2026. Т. 93. № 6. С. 51–57. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-06-51-57

Yandybaeva Yu.I., Varzhel S.V., Volkovskii S.A., Kaliazina D.V., Magomedova A.A., Kulikov A.V. Investigation of three fiber Bragg grating cascade for fabrication of a narrowband spectral filter [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2026. V. 93. № 6. P. 51–57. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-06-51-57

Ссылка на англоязычную версию:
-
Аннотация:
Предмет исследования. Узкополосный спектральный фильтр на каскаде из трёх волоконных 
брэгговских решёток, соединённых друг с другом через волоконно-оптические изоляторы. Цель 
работы. Исследование конфигурации и спектральных характеристик узкополосного фильтра на 
каскаде из трёх волоконных брэгговских решёток и двух оптических изоляторов. Метод. Конструкция фильтра заключается в соединении в каскад трёх волоконных брэгговских решёток 
с коэффициентом отражения 15–20 дБ и шириной спектральной полосы около 30–40 пм с близкой длиной волны брэгговского резонанса. Использование двух оптических изоляторов между 
решётками является обязательным условием для предотвращения интерференционных эффектов. Основные результаты. Применение конфигурации каскада из трёх волоконных брэгговских 
решёток позволило получить узкую спектральную полосу шириной 47 пм по уровню –3 дБ одновременно с высоким коэффициентом ослабления сигнала более 50 дБ и центральной длиной 
волны 1549,85 нм. Оптические потери за пределами спектральной полосы фильтра составили 
0,9 дБ. Сравнение с фильтром на каскаде из двух волоконных брэгговских решёток показало более хорошие спектральные характеристики — каскад из трёх решёток обладает в 1,6 раза более 
узкой спектральной полосой при более высоком коэффициенте ослабления сигнала на резонансной частоте и существенно более сильным подавлением бокового минимума с коротковолновой 
стороны. Практическая значимость. Исследуемая конфигурация узкополосного спектрального 
фильтра может быть актуальна в задачах выделения узкой спектральной полосы: системы мультиплексирования, волоконные лазеры, системы квантового распределения ключей на боковых 
частотах для отсечения центральной или боковых частот квантового сигнала.  
Ключевые слова:

волоконные брэгговские решётки, узкополосные спектральные фильтры, каскад волоконных брэгговских решёток, волоконно-оптический изолятор, система квантового распределения ключей на боковых частотах

Коды OCIS: 060.3735, 060.2340, 060.5565

Список источников:
  1. Igarashi K., Kikuchi K. Optical signal processing by phase modulation and subsequent spectral filtering aiming at applications to ultrafast optical communication systems // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2008. V. 14. № 3. P. 551–565. https://doi.org/10.1109/JSTQE.2008.920293
  2. Sadot D., Boimovich E. Tunable optical filters for dense WDM networks // IEEE Communications Magazine. 2002. V. 36. № 12. P. 50–55. https://doi.org/10.1109/35.735877
  3. Schmidt O., Rekas M., Wirth C., Rothhardt J., Rhein S., Kliner A., Strecker M., Schreiber T., Limpert J., Eberhardt R., Tünnermann A. High power narrow-band fiber-based ASE source // Optics Express. 2011. V. 19. № 5. P. 4421–4427. https://doi.org/10.1364/OE.19.004421
  4. Kashyap R. Fiber Bragg gratings. Burlington: Academic press, 2009. 614 p.
  5. Riant I. Fiber Bragg gratings for optical telecommunications // Comptes Rendus Physique. 2003. V. 4. № 1. P. 41–49. https://doi.org/10.1016/S1631-0705(03)00013-6
  6. Capmany J., Ortigosa-Blanch A., Mora J., Ruiz-Alba A., Amaya W., Martinez A. Analysis of subcarrier multiplexed quantum key distribution systems: signal, intermodulation, and quantum bit error rate // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 2009. V. 15. № 6. P. 1607–1621. https://doi.org/10.1109/JSTQE.2009.2031065
  7. Kiselev F., Goncharov R., Veselkova N., Samsonov E., Kiselev A.D., Egorov V. Performance of subcarrier-wave quantum key distribution in the presence of spontaneous Raman scattering noise generated by classical DWDM channels // Journal of the Optical Society of America B. 2021. V. 38. № 2. P. 595–601. https://doi.org/10.1364/JOSAB.412289
  8. Kynev S.M., Chistyakov V.V., Inochkin M.V., Varzhel S.V., Kalyazina D.V., Dmitriev A.A., Kulikov A.V., Santev A.A., Belyakov V.I., Khalturinsky A.K., Anisimov A.A., Kuznetsov V.V., Kozlov S.A. Prospects for developing subcarrier wave quantum communication systems on the domestic component base // Radiophysics and Quantum Electronics. 2025. P. 1–13. https://doi.org/10.1007/s11141-025-10351-0
  9. Яндыбаева Ю.И., Варжель С.В., Якимук В.А., Комисаров В.А., Калязина Д.В., Дмитриев А.А., Сковородкина М.В., Куликов А.В. Разработка и исследование узкополосных спектральных фильтров на каскаде волоконных брэгговских решёток // Оптический журнал. 2024. Т. 91. № 10. С. 43–49. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2024-91-10-43-49

       Yandybaeva Y.I., Varzhel S.V., Yakimuk V.A., Komisarov V.A., Kalyazina D.V., Dmitriev A.A., Skovorodkina M.V., Kulikov A.V. Development and research on narrowband spectral filters on a cascade of fiber Bragg gratings // Journal of Optical Technology. 2024. V. 91. № 10. P. 665–668. https://doi.org/10.1364/JOT.91.000665

  1. Othonos A. Fiber Bragg gratings // Review of Scientific Instruments. 1997. V. 68. № 12. P. 4309–4341. https://doi.org/10.1063/1.1148392
  2. Yakimuk V.A., Varzhel S.V., Moor I.D., Yandybaeva Y.I., Korobkova U.R., Klishina V.A., Kulikov A.V. Research of fiber Bragg gratings inscription by the method of translation of a laser beam relative to a phase mask // Optik. 2025. V. 323. P. 172216. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2025.172216
  3. Tawfik N.I., Eldeeb W.S., El-Mashade M.B., Abdelnaiem A.E. Optimization of uniform fiber Bragg grating reflection spectra for maximum reflectivity and narrow bandwidth // International Journal of Computational Engineering Research. 2015. V. 5. P. 53–61. https://doi.org/10.6084/M9.FIGSHARE.1328300
  4. Toba M., Mustafa F.M., Barakat T.M. New simulation and analysis fiber Bragg grating: narrow bandwidth without side lobes // Journal of Physics Communications. 2020. V. 4. № 7. P. 075018. https://doi.org/10.1088/2399-6528/ab0600
  5. Lemaire P., Atkins R., Mizrahi V., Reed W. High pressure H2 loading as a technique for achieving ultrahigh UV photosensitivity and thermal sensitivity in GeO2 doped optical fibers // Electronics Letters. 1993. V. 29. P. 1191–1193. https://doi.org/10.1049/el:19930796
  6. Варжель С.В., Мунько А.С., Коннов К.А., Грибаев А.И., Куликов А.В. Запись решёток Брэгга в двулучепреломляющем оптическом волокне с эллиптической напрягающей оболочкой, подвергнутом водородной обработке // Оптический журнал. 2016. Т. 83. № 10. С. 74–78.

       Varzhel S.V., Mun’ko A.S., Konnov K.A., Gribaev A.I., Kulikov A.V. Recording Bragg gratings in hydrogenated birefringent optical fiber with elliptical stress cladding // Journal of Optical Technology. 2016. V. 83. № 10. P. 638–641. https://doi.org/10.1364/JOT.83.000638