Волоконно-оптическая техника

1. История развития отечественной волоконной оптики и ВОСП

1. 
   История развития волоконной оптики
   

История передачи информации с помощью светового луча уходит в глубь веков. Наиболее близкие к нам изобретения относятся к 90-м годам XVIII века: И.П.Кулибин (в России) и К.Шапп (во Франции), независимо друг от друга, изобрели оптический телеграф [1]. В 1880 году Александр Грехем Белл установил телефонную связь между крышами двух до­мов в Вашингтоне, используя сфокусированный солнечный луч [1, 2]. Эти системы ис­пользовали прямую передачу света через атмосферу.

Первые световоды появились в России в 70-е годы XIX века (1874-76). Русский элект­ротехник В.Н.Чиколев использовал полые, зеркальные внутри, металлические трубы для освещения одной дуговой лампой нескольких помещений, в том числе и пороховых погре­бов, где использование таких ламп было взрывоопасным [1, 7]. Однако мысль о передаче информации с помощью светового луча, распространяющегося по световоду, пришла к ученым почти через 100 лет, в 60-е годы XX века.
В 1905 году в "Физической оптике" Р.Вуд пишет, что "свет без больших потерь энергии можно перевести из одной точки к другой, пользуясь внутренним отражением от стенок па­лочки из стекла или лучше из плавленого кварца" [7].
В 1920-30 годах в Германии проводятся работы по передаче электромагнитных волн по прозрачным световодам (О.Шривер, У.Брэгг).
В 1949 году В.В.Новиков (в России) пишет об освещении маскированным светом при­боров на неосвещенных приборных досках, используя стеклянное полукольцо вокруг шка­лы [7].
В 1927 году Байрд (в Англии) и Ханзелл (в США) пришли к идее использования боль­шого количества волокон в телевидении для передачи и развертки изображения [7]. С тех пор, вплоть до 50-х годов, развивалась идея передачи изображения по тонким световодам с регулярной укладкой, идея волоконной оптики.
В 1951 году начинается новый этап в развитии волоконной оптики: Ван Хиил (в Голлан­дии) и Капани и Хопкинс (в Англии) независимо друг от друга начали работу по созданию гибких регулярных жгутов стеклянных волокон для передачи изображения (в частности, для гастроскопов) и исследованию закономерностей передачи изображения с их помощью. Для увеличения разрешающей способности такая передача требовала большого количест­ва тонких волокон, а плотная их укладка приводила к прониканию света из одного волок­на в другое. Крупной заслугой Ван Хиила явилось решение задачи светоизоляции таких световедущих волокон.
В 1953 году Ван Хиил разработал стеклянные волокна в светоизолирующей оболочке из пластика с показателем преломления 1,47 (у стекла он 1,5-1,7). Его идея заключалась в том, что материал жилы световода должен был иметь показатель преломления больше, чем у оболочки, в этом случае можно было достичь полного внутреннего отражения.
В 1958-59 годах эта идея была усовершенствована Капани и Хиршовицем [7]. Они раз­работали стеклянные волокна в светоизолирующей оболочке из стекла с низким показате­лем преломления. В этих волокнах, по сравнению с волокнами в оболочке из пластика, по­тери уменьшались. Выявилась и другая положительная роль оболочки - она защищала по­лированную поверхность волокна от внешних механических воздействий.
Так, работами Ван Хиила, Капани и Хиршовица (в период с 1953 по 1959 год) был зало­жен основной принцип волоконной оптики - принцип передачи света по двухслойному диэлектрическому световоду. Все современные световоды, используемые как для связи, так и для других применений, построены на основе этого принципа.
В эти же годы (1954) Н.Г.Басов и А.М.Прохоров (в России) и независимо от них Ч.Та-унс (в США) сделали величайшее открытие века: создали источник микроволнового коге­рентного излучения - газовый квантовый генератор, названный мазером, а в 1959 году Н.Г.Басов с сотрудниками предложил использовать полупроводниковые материалы для со­здания твердотельных световых квантовых генераторов, названных лазерами. Этим ученым в 1964 году за указанное открытие была присуждена Нобелевская премия по физике.
В 1958 году В.В.Варгин и Т.И.Вейнберг (в России) показали, что светопоглощение очи­щенного стекла очень мало и лежит за пределами чувствительности используемых измери­тельных приборов [1].
В 1965-66 годах британская телефонная компания STL выдвинула идею использования стеклянного волокна для оптической связи. Это было реально при условии очистки стек­ла до уровня, обеспечивающего потери в 20 дБ/км. Указанная идея была опубликована К.Ч.Као и Дж.А.Хоклхемом в журнале "IEEE Proceedings" в 1966 году [2].
С 1966 года ряд зарубежных фирм, таких как Bell Laboratories и Corning Glass Works (в США), Nippon Electric и Nippon Sheet Glass (в Японии), AEG-Telefunken и Siemens und Halske (в Германии) [22], занялись вопросами очистки стекла и разработкой технологии по­лучения оптических волокон для линий дальней связи. Эти работы на Западе шли парал­лельно с исследованием и других сред для передачи оптического излучения. Эти другие среды мы рассмотрим ниже на примере развития световодной связи в нашей стране.
В 1956 году впервые в мире О.Ф.Косминский (в России, Ленинград) предложил исполь­зовать оптический диапазон длин волн для передачи больших объемов информации по ис­кусственным оптическим линиям передачи [3, 4, 6]. В 1957-58 годах он и В.Н.Кузьмичев обосновали общую схему световодной системы связи, основные принципы построения оп­тических многоканальных систем связи и основные типы световодов [4, 6].
С 1957 по 1965 год в НИИ "Дальняя связь" в Ленинграде проводились эксперименты по передаче через атмосферу и по искусственным световодам аналоговых и импульсных оптических сигналов. В 1962 году была испытана первая импульсная 12-канальная опти­ческая система передачи с фазово-импульсной модуляцией (ФИМ) интенсивности неко­герентного оптического излучения. В 1964 году экспериментальная импульсная система связи (12-канальная система с ФИМ) с использованием когерентного источника света (га­зового лазера) была создана К.П.Егоровым, В.И.Маккавеевым и В.Н.Кузьмичевым [6]. В 1965 году была опробована 24-канальная система с ФИМ на полупроводниковых лазе­рах инфракрасного диапазона.
Выше упоминались искусственные среды для передачи оптического излучения. Авторы [6] К.П.Егоров, В.И.Маккавеев и другие дали такую классификацию сред:

• 
  световоды - направляющие среды, в которых происходит непрерывное взаимодейст­вие световой волны с направляющими ее границами;
  
• 
  оптические лучевые волноводы (ОЛВ) - среды, в которых на световую волну оказыва­ется направляющее воздействие, осуществляемое фазовыми корректорами, размещенными, как правило, равномерно вдоль линии.
  

Первыми световодами были полые трубы с идеально гладкими стенками (аналоги све­товодов В.Н.Чиколева), для которых важна была прямолинейность и идеальность внутрен­ней поверхности, так как лучи падали на стенки под очень большим углом (близким к 90°) и коэффициент отражения приближался к 1. Такие световоды могли иметь малые затуха­ния, но требовали большой прямолинейности и идеальности стенок (иначе луч быстро за­тухал), что делало их использование проблематичным. Эксперимент с таким световодом был осуществлен в Государственном оптическом институте (ГОИ) им. С.И.Вавилова в Ле­нинграде в 1961 году А. М.Ермолаевым, Д.М.Крупп и В.И.Дроздовым. Им удалось передать световой сигнал, модулированный полосой частот 100 МГц, на расстояние 100 км [4]. Ана­логичные эксперименты проводились позднее в Институте радиотехники и электроники (ИРЭ) АН СССР [8].
Диэлектрические световоды, работающие на полном внутреннем отражении (по прин­ципу волоконной оптики), рассматривалась у нас в стране только для целей передачи изо­бражения на очень небольшие расстояния, так как имели потери 200-400 дБ/км, и об очи­стке стекла для получения приемлемого в системах связи уровня затухания 20 дБ/км ни­кто не мечтал (в этой недооценке возможностей и заключалась основная ошибка наших ученых). В то же время западные фирмы, поверив в то, что стекло можно очистить, взялись за решение этой нелегкой задачи.
Оптические лучевые волноводы были признаны нашими учеными более перспектив­ной средой передачи оптических сигналов в линиях дальней связи [6]. ОЛВ представлял собой герметичный трубопровод с регулярно установленными в нем фазовыми корректо­рами (пассивными ретрансляторами) - линзами, зеркалами, диафрагмами, газовыми лин­зами. В этой последовательности корректоров происходило распространение одного или нескольких (с разными длинами волн) пучков когерентного света. Предложение об ис­пользовании лучевого волновода с зеркальными корректорами применительно к когерент­ному свету было сделано К.П.Егоровым и В.И.Маккавеевым в 1963 году [6]. На основании этого предложения были развернуты работы в ИРЭ АН СССР и в Центральном НИИ свя­зи (ЦНИИС). Были созданы и испытаны опытные участки таких линий длиной до не­скольких километров на полигонах ИРЭ и ЦНИИС [4, 6, 9-13].
В 1965 году группой специалистов ЦНИИС во главе с А.Г.Мурадяном была создана 12-канальная оптическая линия связи между двумя АТС в Москве с использованием ИКМ [5]. В 1966 году этими же специалистами была реализована экспериментальная лазерная ли­ния связи емкостью 240 каналов, сформированная по методу ИКМ, между двумя АТС в Москве [4]. Подробному описанию передачи информации с помощью ОЛВ различных ти­пов, а также полученным экспериментальным результатам посвящена работа [16] под ре­дакцией А.Г.Мурадяна. Труды 1-й Всесоюзной конференции по аэротермооптике, прове­денной в Минске в 1970 году, также содержат материалы по этой тематике [15].
Работы в этом же направлении проводились в те годы и на Западе. Например, в [ 14] опи­сано испытание (1966, компания "Bell Telephone") лазера в системе связи с ИКМ. Моду­ляция осуществлялась модулятором на основе танталата лития, в качестве среды передачи использовался оптический лучевой волновод - алюминиевая труба диаметром 10,5 см со встроенными линзами. Потери составляли 0,2 дБ/км. Но по словам автора, "необходи­мость точной юстировки луча делает их стоимость на сегодня недопустимо высокой".
В 1970 году впервые в мире были получены потери в оптическом волокне менее 20 дБ/км. В этом же году в Ленинграде Ж.И.Алферов создал полупроводниковый лазер на основе двойной гетероструктуры. Эти структуры оказались наиболее перспективными (среди дру­гих полупроводниковых материалов) для источников и приемников излучения и исполь­зуются до сих пор в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС).
В 1973 году вышла книга Д. К. Саттарова "Волоконная оптика" [7]. В ней автор дает клас­сификацию всех волоконно-оптических изделий по их назначению. На долю дальней свя­зи по этой классификации приходится лишь 1% всей продукции, причем эта продукция -волноводы, которые представляют собой тончайшие (диаметр соизмерим с длиной волны) волокна без оболочки. Принцип действия таких волноводов основан уже на волновой те­ории света. Волна, выходя за пределы сердцевины волокна, не возвращается обратно, а распространяется по оболочке. Если оболочку убрать, волна будет распространяться по оболочке из воздуха (воздух имеет несравненно меньшее поглощение света, чем стекло) и будет связана с сердцевиной волокна. То есть волна распространяется по воздуху почти без потерь вдоль волокна, как по рельсу. Такие волноводы, по мнению автора, имели большое будущее для дальней связи. Однако безоболочечные волокна оказались непригодными на практике из-за необходимости иметь поддерживающие конструкции, которые ухудшали пе­редаточные характеристики волокна при встрече волны с элементами этих конструкций [22].
Этой же теме были посвящены вышедшие на Западе и переведенные на русский язык кни­ги Н.Капани "Волоконная оптика" и Д.Маркузе "Оптические волноводы" [17, 18].
Приходится констатировать, что в 1973 году один из ведущих отечественных специали­стов по волоконной оптике, представитель ГОИ Д. К. Саттаров даже не рассматривал во­прос об использовании двухслойных стеклянных световодов для целей связи. Все они, по его классификации, могли быть использованы только в виде изделий с регулярной или не­регулярной укладкой. В то же время компанией "Corning Glass" (в США) в 1970 году уже были получены потери в двухслойных стеклянных волокнах 16 дБ/км.
Для интереса рассмотрим ситуацию с разработкой оптического волокна (ОВ) с малым затуханием в США компанией "Corning Glass" [2]. Ее ведущие специалисты Р.Маурер, Д.Кек, П.Шульц начали работать над этой проблемой с 1966 года по предложению британ­ской компании "STL". Перед ними стояла задача получить волокно с затуханием не более 20 дБ/км. Несколько лет ушло на поиски путей очистки стекла и разработки технологии вытяжки. Они первыми применили способ осаждения материала сердцевины на внутрен­нюю поверхность трубки, которая служила оболочкой ОВ. В 1970 году был получен пер­вый обнадеживающий результат - ОВ с затуханием 16 дБ/км [19]. Маурер и Шульц запа­тентовали ОВ из плавленого кварца [20]. В результате уже в 1976 году было получено зату­хание 4 дБ/км и длина волокна 1 км. Но недоверие к волокну, которое предлагалось ис­пользовать вместо медных кабелей, было еще очень велико. Несмотря на это, не имея по­требителей ОВ, компания начала с 1976 года строительство полномасштабного опытного производства мощностью до 5000 км волокна в год. В том же году эта компания сумела при­влечь немецкую компанию "Siemens" к производству кабеля, тем самым подогрев интерес собственно кабельщиков к производству оптического кабеля (ОК).
В 1977 году компания "Corning" начала разработку технологии наружного осаждения из газовой фазы. Эта технология позволяла в условиях промышленного производства сущест­венно ускорить процесс вытяжки волокна. В 1978 году были вложены средства в строитель­ство уже не опытного, а полномасштабного завода, который был полностью готов к рабо­те в 1979 году. Вопрос создания одномодового (ОМ) волокна компанией "Corning" рассма­тривался еще в 1971 году, и у специалистов не было сомнений в том, что за ним - будущее. Однако в то время отсутствовали нужные источники излучения (лазеры), поэтому, хотя разработчики вернулись в 1979 году к ОМ волокну и провели ряд экспериментальных ра­бот, его производство отложили до лучших времен.
В 1982 году компания "Corning", которая много лет ждала большого заказа на многомодовое волокно, получила заказ на 100 000 км ОМ волокна. Имея отработанную техно­логию производства такого волокна, специалистов и производственные мощности, ком­пания к концу 1983 года выполнила заказ на поставку ОМ волокна для первой общена­циональной ВОЛС страны. От начала разработок до получения первой прибыли прошло 16 лет, но с этого момента фирма начала быстро окупать вложенные в разработку средст­ва [2].
Другая ситуация складывалась в нашей стране. В 1972 году Р.Маурер опубликовал ста­тью о применении стеклянных волокон для оптических линий связи, перевод этой ста­тьи появился у нас в ТИИЭР в 1973 году [21]. Тогда же в ТИИЭР была опубликована ста­тья сотрудников компании "Bell Telephone Lab". С.Е.Миллера и др. об исследовании световодных систем связи [22]. Подробные обзоры зарубежной литературы: "Передача све­та по двухслойным диэлектрическим волокнам"; "Системы передачи информации по оптическому кабелю" и "Оборудование линейного тракта оптических кабельных систем" под редакцией А.Г.Мурадяна были напечатаны у нас в "Зарубежной радиоэлектронике" в 1974-75 годах [23, 24, 25].
Первые публикации о разработке отечественных стеклянных волоконных световодов, предназначенных для передачи информации, появились в 1975 году (Е.М.Дианов, ФИАН, и Г.Г.Девятых с сотрудниками, ИХАН, см. [26, 27]). Первые световоды имели диаметр серд­цевины 35 мкм и внешний диаметр 130 мкм, их длина составляла 100-130 м. Минимальные потери до 10 дБ/км были получены в диапазоне длин волн 0,7-0,9 мкм в световоде со сту­пенчатым профилем показателя преломления. В 1976 году в ФИАНе была опробована ВОЛС для связи блоков ЭВМ длиной 350 м на основе созданных световодов [28].
В 1975 году было принято решение ВПК при Президиуме СМ СССР, которое нацели­ло ряд предприятий на поисковые работы в области создания ОВ с потерями, приемлемы­ми для целей связи, оптического кабеля (ОК), полупроводниковых (ПП) излучателей и фо­топриемников, других компонентов, необходимых для ВОЛС.
Интерес к новым исследованиям нарастал быстро, многие предприятия включались в работу с целью проверить возможность передачи информации с помощью оптических ка­белей. Привлекательными были не только большая широкополосность ОВ, но и его невос­приимчивость к электромагнитному (ЭМ) излучению, отсутствие собственного излучения в окружающую среду при передаче информации (скрытность связи), гальваническая раз­вязка между передающими и приемными устройствами. Кроме того, кабели на основе очень тонких и легких ОВ должны были быть легче коаксиальных кабелей. В результате в конце семидесятых годов над проблемой создания ВОЛС и необходимых компонентов тру­дились коллективы многих предприятий отраслевых министерств, АН СССР и Минвуза СССР.
Весной 1981 года МПСС была организована Всесоюзная научно-техническая конфе­ренция и выставка "ВОЛС-3". На ней были продемонстрированы достигнутые к тому вре­мени результаты. Наибольший успех к 1981 году был получен в области создания излуча­телей и фотоприемников, в том числе и выпускаемых серийно (фотодиод ФД-227 и свето-диод ЗЛ107 на длину волны 0,9 мкм). Минэлектронпром и Миноборонпром были более других министерств подготовлены к разработке и выпуску необходимых для ВОЛС полу­проводниковых оптоэлектронных компонентов в силу их технической оснащенности и на­личию высококвалифицированных кадров [29].
В конце 70-х годов Минэлектронпромом были специально разработаны для ВОЛС по­лупроводниковые излучающие диоды, суперлюминисцентные и лазерные диоды. Эти из­лучатели были оптимизированы на длину волны излучения 0,8-0,9 мкм. Диапазон вводи­мых в волокно мощностей составлял от 50 мкВт до 1,5 мВт. Разрабатывались цифровые пе­редающие модули.
Разработчиком ПП фотоприемников, по сложившейся специализации министерств, был Миноборонпром СССР. К 1981 году в НИИ прикладной физики (НИИПФ) был раз­работан и получил высокую оценку pin-фотодиод "Нитка-Ф". Для линий дальней связи разрабатывался лавинный фотодиод, имевший высокую чувствительность в диапазоне 0,5-1,6 мкм и очень высокое быстродействие - более 1 ГГц. Разработкой многослойных эпитаксиальных структур на основе твердых растворов GaAlAsSb и InGaAsP для фотопри­емников и излучателей занимался "Гиредмет" Минцветмета.
Разработку приемных и передающих модулей для ВОЛС под свои задачи проводили предприятия отраслевых министерств. Это были в основном бортовые модули на основе светодиодов и pin-фотодиодов диапазона 0,8-0,9 мкм. Среди этих работ следует отметить комплекты модулей НИИ автоматики Минпромсвязи, микросборки МНИИП Минрадио-прома, НИИ "Агат" Минсудпрома, ЛИИ Минавиапрома.
В производстве ОВ состояние было таково. Жгуты из тонких, диаметром порядка 20 мкм, волокон из поликомпонентных стекол длиной до 100 м выпускал Лыткаринский завод оптического стекла (ЛЗОС) Миноборонпрома. Первые поколения разработчиков ВОЛС (1975-78) помнят эти короткие гибкие в полимерной оболочке жгуты, которые по­могли нам проверить саму возможность передачи электрического сигнала, преобразован­ного в излучение светодиода, по жгуту стеклянных волокон до фотодиода.
ГОИ уже разрабатывал ОВ для целей связи на основе многокомпонентных стекол. Посте­пенно снижались потери на затухание. Первые образцы световодов (ОВ) ГОИ имели затуха­ние примерно 100 дБ/км, на основе боросиликатного стекла были получены световоды с на­ружным диаметром 150 мкм и потерями 40-70 дБ/км, на выставке 1981 года ГОИ демонст­рировал экспериментальное волокно "кварц-полимер" с затуханием менее 10 дБ/км на дли­не волны 0,85 мкм.
Работы по созданию ОВ для ВОЛС проводили также институты АН СССР и ряд инсти­тутов отраслевых министерств (Минэлектронпром, Минхимпром, Минстройматериалов, Минэлектротехпром).
На выставке "ВОЛС-3" было представлено ОВ в основном типа "кварц-полимер", ра­ботающее на длине волны 0,85 мкм и имеющее диаметр сердцевины 200-400 мкм для пе­редачи излучения светодиодов, а с диаметром сердцевины 50-60 мкм - для передачи излу­чения лазерных диодов (оно имело затухание порядка 10-30 дБ/км). Такое волокно было продемонстрировано НИИЭС и ВНИИКП. Результаты НИР по созданию "ступенчатого" и "градиентного" волокна на длину волны 1,3 мкм показал НИИ кварцевого стекла МПСМ. Для градиентного волокна с диаметрами сердцевина/оболочка 60/150 мкм была достигнута широкополосность 200 МГцхкм и затухание 5 дБ/км. ВНИИ синтетического и полимерного волокна Минхимпрома показал на выставке жгуты из кварцевых волокон и волокон поликомпонентного стекла длиной от 2 до 30 м, аналогичные жгутам Лыткарин-ского ЛЗОС. ГНИИХТЭОС и ВНИИСК Миннефтехимпрома разрабатывали опорные тру­бы из кварцевого стекла и полимеры для первичных и вторичных покрытий сердцевины волокна.
Выше речь шла только о многомодовых (ММ) волокнах. Одномодовые (ОМ) волокна начали разрабатываться в то время институтами АН СССР, в частности в ФИАН и ИХАН. Совместной разработкой этих институтов явилось одномодовое волокно, представленное на выставке "ВОЛС-3". На длине волны 0,85 мкм волокно, полученное методом химичес­кого осаждения из трубки (кварц/кварц/полимер), при диаметре сердцевины 6 мкм имело затухание 2 дБ/км и дисперсию 0,15 нс/нм/км. Волокно на длину волны 1,3 мкм (с профи­лем показателя преломления типа W) имело потери 4 дБ/км и дисперсию 0,01 нс/нм/км. В ИРЭ АН СССР были разработаны к тому времени ММ волокна со ступенчатым и гради­ентным профилями показателя преломления. Для "градиентного" волокна на длину вол­ны 0,85 мкм было получено затухание 2-3 дБ/км при широкополосности 500 МГц-км.
Разработкой ОК различного назначения и соответственно различных конструкций за­нимались в основном ВНИИКП и ОКБКП Минэлектротехпрома. Были попытки разра­ботки кабелей на основе волокна собственного производства и у других предприятий. Во ВНИИКП были разработаны конструкции кабеля с количеством волокон 1, 2, 4, 8 на ос­нове волокон "кварц-полимер" и "кварц-кварц" с затуханием от 10 до 30 дБ/км и наруж­ным диаметром от 2,5 мм до 12 мм.
ОКБКП разработал и выпускал по ТУ 1979 года кабель КВСП-50 на основе волокна "кварц-полимер" со ступенчатым профилем показателя преломления, затуханием 20-40 дБ/км и широкополосностью 40 МГц-км, кроме того, был разработан внутриобъек-товый ОК с затуханием менее 30 дБ/км.
НИИЭС на основе собственных волокон создал 9-волоконный кабель с диаметром сердцевины волокна 400 мкм для межстоечных и межблочных соединений.
Оптические соединители (оптические разъемы) для соединения между собой отрезков кабеля и излучателей и фотоприемников с ОК разрабатывали несколько предприятий, в том числе Харьковское ПО "Радиореле" Минпромсвязи, Казанское КБ штепсельных разъ­емов Минэлектронпрома и некоторые другие. Первые образцы соединителей вносили за­тухание порядка 3 дБ и имели неунифицированные присоединительные размеры. Спе­циальное технологическое оборудование для заделки оптических кабелей в оптические разъемы также было разработано несколькими компаниями. Комплект оборудования для работы в стационарных условиях создало Владимирское ПО "Вектор". Первый такой комплект был изготовлен в 1980 году.
Набор инструмента для работы в полевых условиях был создан в СКВ "Алмаз". В ком­плект входили: оплавляющее устройство для тепловой формовки ОК, устройство для по­лировки торцов, сплавленных с наконечником ОК, два обжимающих приспособления для крепления втулок и ОК. Впоследствии наборам инструментов для работы в полевых условиях было уделено много внимания как отечественными, так и зарубежными компа­ниями.
Особое место среди компонентов ВОЛС занимала интегральная оптика. В 80-е годы ей уделялось большое внимание, но, как показало время, элементы интегральной оптики на­шли ограниченное применение при построении ВОЛС. В то время уже был разработан до­вольно большой класс устройств для управления лазерным лучом, которые работали на длинах волн 0,63; 1,06; 10,6 мкм, т.е. с излучением известных тогда твердотельных и газо­вых лазеров. На выставке в 1981 году было продемонстрировано множество устройств для обработки оптических сигналов в указанных диапазонах длин волн.
ИРЭ АН СССР, УДН им. ПЛумумбы, ЛЭИС, ЛПИ им. М.И.Калинина, ИЭА СО АН СССР, ряд предприятий МРП, МПСС и МЭП продемонстрировали: дифракционные ре­шетки, планарные дефлекторы, электрооптические модуляторы, коллиматоры, голографи-ческие запоминающие устройства (ЗУ), акустооптические модуляторы и другие устройства. Основными материалами для них были ниобат и танталат лития или халькогенидные стек­ла. Результатом совместной работы (на уровне НИР) ФИАН, МИФИ и НИИ "Дельта" МЭП были волноводный модулятор и сумматор на основе материалов А3В5 - GaAsP (вол-новод)/СаР (подложка). Диапазон длин волн такого модулятора составлял 0,6-1,15 мкм, а работал он на принципе спектрального уплотнения, однако он так и не нашел практиче­ского применения. НИИ физпроблем МЭП продемонстрировал интегральные оптичес­кие схемы излучателя и фотоприемника, согласованные с планарным волноводом, рабо­тающие на длине волны 0,86-0,87 мкм. В НПО "Волна" был создан макет двухканальной ВОЛС с частотным уплотнением на основе голографических оптических элементов. Два сигнала с длиной волны 0,834 мкм и 0,864 мкм объединялись на входе в одно волокно и разъединялись на его выходе. В настоящее время спектральное уплотнение (называемое также мультиплексированием с разделением по длине волны) является наиболее перспектив­ным направлением развития ВОЛС.
К началу 80-х годов на имеющихся экспериментальных и опытных образцах компо­нентов были созданы, опробованы и получены результаты НИР по созданию ВОЛС раз­личного назначения. В частности, были разработаны бортовые ВОЛС для подвижных объектов: самолетов, кораблей, танков и др. Эти линии имели небольшую длину, исполь­зовали преимущественно волокно с диаметром сердцевины 200-400 мкм, светодиоды и pin-фотодиоды диапазона 0,85 мкм. Главным преимуществом ВОЛС перед традиционны­ми системами связи на борту была их невосприимчивость к электромагнитным полям. Примерами разработанных к тому времени бортовых ВОЛС могут служить:

• 
  совместная разработка ИРЭ АН СССР и ВВИА им. Жуковского бортовой линии для передачи аналоговой информации от датчиков различных типов. Эта ВОЛС имела полосу частот 1 кГц, рабочие напряжения 5 В, использовала излучатель "Корт" и ФД "Нитка-Ф". Линия прошла испытания в 1979 году;
  
• 
  разработка ЛИИ МАП цифровой ВОЛС для передачи информации на борту само­лета со скоростью 25 Мбит/с, с использованием уровней сигналов ТТЛ;
  
• 
  разработка ЦНИИ "Волна" МПСС аппаратуры внутренней связи и коммутации для членов экипажа линейного танка с полосой частот 0,2-3,5 кГц и динамическим ди­апазоном 40 дБ.
  

ИРЭ АН СССР внес большой вклад в разработку ВОЛС различного назначения. Кро­ме упомянутого выше, им была создана кольцевая ВОЛС для передачи цифровой инфор­мации между ЭВМ. Линия связывала 10 ЭВМ, имела скорость передачи в агрегатном ка­нале 8 Мбит/с, работала с входными и выходными уровнями ТТЛ и использовала рассто­яния между ретрансляторами до 1 км. Другая созданная в ИРЭ широкополосная ВОЛС для передачи аналоговой информации имела полосу частот до 1 МГц и использовала излуча­тель "Корт" и ФД "Нитка-Ф".

НПО "Дальняя связь" разрабатывало блоки оконечной и промежуточной аппаратуры оптического линейного тракта цифровой ВОЛС для передачи телефонных сигналов. Ско­рость передачи составляла 8448 кбит/с, чувствительность 40 дБм и мощность излучения 1мВт.
Приведенные примеры показывают направления и некоторые результаты разработок тех лет. Однако недоверие и скептическое отношение со стороны основного потребителя -Министерства связи в те годы было достаточно велико и преодолевалось с большим тру­дом. Переломным моментом в отношении к самой идее использования ОВ вместо медно­го кабеля явилось появление директивного документа, мобилизующего силы ряда минис­терств и АН СССР на серьезную проработку этой проблемы.