В рамках гранта РФФИ, DST, NSFC and NRF 19-57-80016 BRICS_t, гранта РФФИ 21-79-00082, программы Минобрнауки по развитию центров мирового уровня и программы Приоритет-2030 в апреле 2022 года в журналах Q1 и Q2 были представлены результаты новых разработок сотрудников ИРЭФ-ЦТ и ИАЭП.

Fibers

Bourdine, Anton V., Vladimir A. Burdin, and Oleg G. Morozov. 2022. "Algorithm for Solving a System of Coupled Nonlinear Schrödinger Equations by the Split-Step Method to Describe the Evolution of a High-Power Femtosecond Optical Pulse in an Optical Polarization Maintaining Fiber" Fibers 10, no. 3: 22. https://doi.org/10.3390/fib10030022 (Q2)

В статье предлагается усовершенствованный алгоритм численного решения системы связанных нелинейных уравнений Шредингера, описывающей эволюцию мощного фемтосекундного оптического импульса в одномодовом оптическом волокне с сохранением поляризации. Используемый алгоритм, основан на варианте пошагового метода с преобразованием Маделунга, для вычисления комплексной амплитуды при выполнении нелинейного оператора. В отличие от известного решения, предлагаемый алгоритм исключает необходимость прямого численного решения дифференциальных уравнений относительно фазы комплексной амплитуды при выполнении нелинейного оператора. Это позволило при прочих равных условиях сократить время вычислений более чем в четыре раза.

Sensors

Bourdine, Anton V., Vladimir V. Demidov, Artem A. Kuznetsov, Alexander A. Vasilets, Egishe V. Ter-Nersesyants, Alexander V. Khokhlov, Alexandra S. Matrosova, Grigori A. Pchelkin, Michael V. Dashkov, Elena S. Zaitseva, Azat R. Gizatulin, Ivan K. Meshkov, Airat Z. Sakhabutdinov, Eugeniy V. Dmitriev, Oleg G. Morozov, Vladimir A. Burdin, Konstantin V. Dukelskii, Yaseera Ismail, Francesco Petruccione, Ghanshyam Singh, Manish Tiwari, and Juan Yin. 2022. "Twisted Few-Mode Optical Fiber with Improved Height of Quasi-Step Refractive Index Profile" Sensors 22, no. 9: 3124. https://doi.org/10.3390/s22093124 (Q1)

В статье представлены характеристики разработанного и изготовленного кварцевого маломодового оптического волокна (FMF) с наведенной круткой 10 и 66 оборотов на метр, диаметром сердцевины 11 мкм, типичным «телекоммуникационным» диаметром оболочки 125 мкм, улучшенной высотой квазиступенчатого профиля показателя преломления и числовой апертурой 0,22. Предлагаемый FMF поддерживает 4 управляемых режима в «C»-диапазоне. Обсужден выбор определенных параметров оптического волокна для обеспечения желаемого ограниченного количества мод в указанном диапазоне длин волн. Приведены результаты испытаний, проведенных с опытными образцами изготовленных FMF, в том числе экспериментально измеренные спектральные характеристики возбуждаемых лазером оптических сигналов, включающие исследования и анализ маломодовых эффектов, возникающих после записи волоконной брэгговской решетки.

Applied sciences

Muslimov, E.R.; Sakhabutdinov, A.Z.; Morozov, O.G.; Pavlycheva, N.K.; Akhmetov, D.M.; Kharitonov, D.Y. Digital Holographic Positioning Sensor for a Small Deployable Space Telescope. Appl. Sci. 2022, 12, 4427. https://doi.org/10.3390/app12094427 (Q2)

Предложена система и методика измерения несоосности отдельных оптических элементов в развертываемом телескопе для малого спутника. Демонстрируется ее применение для 2230-мм телескопа типа F10.3 Ричи-Кретьена. Система использует лазерные точечные источники на краю каждого из развертывающихся сегментов для формирования интерференционной картины на датчике изображения телескопа. Обработав интерферограммы в Фурье-области и сравнив их с расчетными, можно измерить положение сегментов главного зеркала с точностью до 0,8 мкм и осевое смещение вторичного зеркала с точностью до 0,1 нм. Такая система позволяет построить развертываемый телескоп для 1U CubeSat и выровнять его в пространстве с достаточной точностью, что обеспечит выигрыш в собирающей способности в 2,49 раза по сравнению с однозеркальным телескопом используемым ы настоящее время.

Catalysts

Vakhin, A.V.; Khelkhal, M.A.; Mukhamatdinov, I.I.; Mukhamatdinova, R.E.; Tajik, A.; Slavkina, O.V.; Malaniy, S.Y.; Gafurov, M.R.; Nasybullin, A.R.; Morozov, O.G. Changes in Heavy Oil Saturates and Aromatics in the Presence of Microwave Radiation and Iron-Based Nanoparticles. Catalysts 2022, 12, 514. https://doi.org/10.3390/catal12050514 (Q2)

Наши знания о влиянии электромагнитного нагрева на обогащение тяжелой нефти в значительной степени основаны на очень ограниченных данных. Таким образом, целью настоящего исследования было детальное изучение влияния микроволнового воздействия в отсутствие и в присутствии наноразмерного магнетита на состав тяжелой нефти. Полученные данные свидетельствуют о том, что использование наноразмерного магнетита улучшает не только применение СВЧ-излучения за счет его поглощения и выделения тепловой энергии, но и то, что эти наночастицы обладают каталитической способностью разрывать углерод-гетероатомные связи в составе смол и молекул асфальтенов. Данные этого исследования указывают на то, что разрушение асфальтенов имеет решающее значение для увеличения подвижности нефти в породе-коллекторе во время термического воздействия на нее.

Karbala International Journal of Modern Science

Hussein, S.M.R.H.; Sakhabutdinov, A.Zh.; Morozov, O.G.; Anfinogentov, V.I.; Tunakova, J.A.; Shagidullin, A.R.; Kuznetsov, A.A.; Lipatnikov, K.A.; Nasybullin, A.R. Applicability Limits Of The End Face Fiber-Optic Gas Concentration Sensor, Based On Fabry-Perot Interferometer (in print, Q1)

Исследуется математическая модель волоконно-оптического датчика для анализа концентрации газов. Датчик реализован в виде интерферометра Фабри-Перо на торце оптического волокна путем нанесения тонкой полимерной пленки, диэлектрическая проницаемость которой зависит от концентрации тестируемого газа. Показано, что изменение диэлектрической проницаемости оптического волокна или атмосферы приводит в основном к изменению контраста спектра и не меняет период и сдвиг длины волны его гребенки. Проанализировано влияние толщины полимерной пленки, температуры и влажности окружающей среды на спектр Фабри-Перо. Показана необходимость использования датчиков компенсации температуры и влажности. Разработан и предложен метод определения диэлектрической проницаемости в узком и широком диапазонах по периоду гребенки и сдвигу длины волны спектра отражения Фабри-Перо. Оценена относительная погрешность измерения диэлектрической проницаемости полимерной пленки в зависимости от толщины пленки для трех диапазонов длин волн (850, 1310 и 1550 нм). Реально достижимая относительная погрешность определения диэлектрической проницаемости полимерной пленки составляет 0,3–1% FSI в зависимости от условий эксперимента.