МЕГАГРАНТЫ

Лаборатория нелинейной пространственно-временной динамики многомодовых и многосердцевинных волоконных систем

О лаборатории

Наименование проекта
Пространственно-временная нелинейная оптика многомодовых и многоядерных волоконных систем

№ договора:

14.Y26.31.0017

Наименование организации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет"

Область научных исследований
Физика

Цель проекта
Главная цель проекта – исследования в новой зарождающейся области пространственно-временной нелинейной оптики многомодовых и многосердцевинных волокон и получение корневых научных результатов с большим практическим потенциалом.
Проект направлен на решение набора фундаментальных и прикладных исследовательских задач. Мы предлагаем три взаимодополняющих направления исследований с пересекающимися точками роста: новая платформа пространственно-временной нелинейной динамики в многомодовых и многосердцевинных волокнах, теория передачи информации в нелинейных многомодовых и многосердцевинных волоконных системах, физика и применение многомодовых и многосердцевинных волокон, структурированных с помощью фемтосекундного излучения.

В рамках этих направлений сформулированы следующие задачи.

Фундаментальные основы пространственно-временной нелинейной оптики многомодовых и многосердцевинных волоконных систем:

- разработка моделей нелинейной пространственно-временной динамики в многомодовых и многосердцевинных системах и их применение для консервативных и диссипативных (включая волоконные лазеры) систем;
- построение теории пространственно-временных нелинейных структур (дискретные оптические вихри, световые пули, дискретные солитоны) в многоядерных волоконных световодах;
- создание экспериментальной платформы для изучения нелинейной пространственно-временной динамики в многомодовых и многосердцевинных волокнах, волоконных лазерах и сенсорных системах, а также их спектральной динамики;
- разработка концепций и экспериментальная верификация новых типов нестабильностей в многомодовых и многосердцевинных волокнах;
- разработка фундаментальной теории передачи информации посредством многомодовых и многоядерных волокон за счет управления нелинейными свойствами и с учетом шума;
- разработка физических основ фемтосекундной модификации многосердцевинных световодов;
- разработка концепции элементов волоконных лазеров и сенсорных систем на основе многомодовых и многосердцевинных волокон, модифицированных с помощью фемтосекундного излучения структурой, с учетом пространственно-временной динамики света в них.

Устройства и системы на основе пространственно-временной нелинейной оптики многомодовых и многосердцевинных волокон:

- разработка эффективных численных алгоритмов для математического моделирования многоядерных и многомодовых волоконных световодов и систем на их основе;

- разработка и исследование систем на основе пассивных и активных многомодовых волокон с нелинейной пространственно-временной динамикой с применениями для когерентного сложения различных мод, чистки выходного пучка, передачи лазерного излучения по многомодовым и многосердецвинным волокнам;

- разработка и создание новых типов компонент и волоконных лазеров, использующих нелинейную пространственно-временную динамику в многомодовых и многосердцевинных волокнах, в том числе для пассивной синхронизации мод;

- разработка периодических структур показателя преломления в различных сердцевинах многосердцевинных волокон с разной геометрией и в многосердцевинных волокнах для лазерных и сенсорных применений;

- разработка новых конфигураций волоконных лазеров на основе элементов со структурированым многомодовым и многосердцевинным волоконом, на основе новых типов пространственно-временных нестабильностей в таких волокнах;

- разработка и создание новых типов компонент и сенсорных устройств на основе многомодовых и многосердцевинных волокон, со структурой, созданной за счет фемтосекундной наномодификации, в том числе для применений в «умных» композитных материалах;

- разработка методов передачи информации и увеличения пропускной способности в оптоволоконных линиях связи на основе генерации и распространения оптических дискретных вихрей, оптических пуль (пространственно-временных солитонов) в многоядерных волокнах с сильной связью и многомодовых волокнах.

Решение этих задач служит достижению цели проекта – созданию новой ведущей лаборатории мирового уровня, работающей в новой области исследований – нелинейной пространственно-временной оптике многомодовых и многосердцевинных волокон. Успешное решение указанных задач позволяет как получить новые результаты мирового уровня, которые будут одновременно патентоспособными как в России, так и за рубежом, так и создать существенный задел для дальнейшего развития исследований в данном направлении, в том числе посредством международного сотрудничества.

Ведущий учёный

fetch UID 

ФИО: Вабниц Стефан

 

Дата рождения 17.10.1958

Гражданство
Италия, Германия

Ученые степень и звание
Профессор

Место работы

Университет г.Брешиа

Область научных интересов

- Нелинейная кремниевая фотоника, распространение импульсов в оптических волокнах и волноводах, теория и приложения оптических солитонов, полностью оптическая коммутация, фотонные кристаллические волокна и волноводы, лазерные источники суперконтинуума.
- Построение и моделирование высокоскоростных оптических систем связи, действующих на больших расстояниях.
- Сверхкороткие волоконные лазеры и лазеры с синхронизацией мод.
- Фундаментальные нелинейные оптические процессы, вынужденное рассеяние, многоволновое смешение.

Достижения и награды

Стефан Вабниц является признанным мировым специалистом в теории поверхностных волн, а также специалистом по нелинейным эффектам в волоконно-оптических системах связи. Его исследовательская деятельность на протяжении более чем 30 лет проходила в ведущих академических и промышленных учреждениях как в Европе, так и в США. Результаты работ Стефана Вабница опубликованы более чем в 600 статьях в международных журналах, конференциях и главах книг, которые получают 300 цитирований в год в среднем за 30 лет (данные взяты с портала Google Scholar). Его работы определили развитие таких областей, как нелинейное взаимодействие мод волн, поляризационные нестабильности, а также генерация и передача оптических солитонов.

Self-induced transparency solitons in nonlinear refractive periodic media
AB Aceves, S Wabnitz
Physics Letters A 141 (1-2), 37-42

Soliton switching in fiber nonlinear directional couplers
S Trillo, EM Wright, GI Stegeman, S Wabnitz
Optics letters 13 (8), 672-674

Discrete self-trapping, soliton interactions, and beam steering in nonlinear waveguide arrays
AB Aceves, C De Angelis, T Peschel, R Muschall, F Lederer, S Trillo, ...
Physical Review E 53 (1), 1172

Experimental observation of polarization instability in a birefringent optical fiber
S Trillo, S Wabnitz, RH Stolen, G Assanto, CT Seaton, GI Stegeman
Applied physics letters 49 (19), 1224-1226

Stability analysis of nonlinear coherent coupling
B Daino, G Gregori, S Wabnitz
Journal of applied physics 58 (12), 4512-4514

Solutions of the vector nonlinear Schrödinger equations: evidence for deterministic rogue waves
F Baronio, A Degasperis, M Conforti, S Wabnitz
Physical review letters 109 (4), 044102

Modulational polarization instability of light in a nonlinear birefringent dispersive medium
S Wabnitz
Physical review A 38 (4), 2018

Spatial modulational instability and multisolitonlike generation in a quadratically nonlinear optical medium
RA Fuerst, DM Baboiu, B Lawrence, WE Torruellas, GI Stegeman, S Trillo, ...
Physical review letters 78 (14), 2756

Dissipative modulation instability in a nonlinear dispersive ring cavity
M Haelterman, S Trillo, S Wabnitz
Optics communications 91 (5-6), 401-407

Optical solitary waves induced by cross-phase modulation
S Trillo, EM Wright, GI Stegeman, S Wabnitz
Optics letters 13 (10), 871-873

Second-harmonic generation in silicon waveguides strained by silicon nitride
M Cazzanelli, F Bianco, E Borga, G Pucker, M Ghulinyan, E Degoli, ...
Nature materials 11 (2), 148-154

Soliton stability and interactions in fibre lasers
Y Kodama, M Romagnoli, S Wabnitz
Electronics Letters 28 (21), 1981-1983

Pulse solutions of the cubic-quintic complex Ginzburg-Landau equation in the case of normal dispersion
JM Soto-Crespo, NN Akhmediev, VV Afanasjev, S Wabnitz
Physical Review E 55 (4), 4783

New all-optical devices based on third-order nonlinearity of birefringent fibers
B Daino, G Gregori, S Wabnitz
Optics letters 11 (1), 42-44

Nonlinear nonreciprocity in a coherent mismatched directional coupler
S Trillo, S Wabnitz
Applied physics letters 49 (13), 752-754

Soliton switching in nonlinear couplers
M Romagnoli, S Trillo, S Wabnitz
Optical and quantum electronics 24 (11), S1237-S1267

Optical Solitons: Theoretical Challenges and Industrial Perspectives: Les Houches Workshop, September 28–October 2, 1998
VE Zakharov, S Wabnitz
Springer Science & Business Media

Hexagonally patterned beam filamentation in a thin liquid-crystal film with a single feedback mirror
M Tamburrini, E Santamato, M Bonavita, S Wabnitz
Optics letters 18 (11), 855-857

Additive-modulation-instability ring laser in the normal dispersion regime of a fiber
M Haelterman, S Trillo, S Wabnitz
Optics letters 17 (10), 745-747

Back to top