Сети и системы связи

Представлен монолитно интегрированный полностью оптический преобразователь длины волны. Устройство состоит из 4-х полупроводниковых оптических усилителей для 4-х разделенных входов и дифракционной решетки с массивом волноводов. Преобразование длины волны без ошибок с разумными потерями для 2{7}-1 псевдопроизвольной последовательности бит было получено для 80-Гбит/с сигнала на одном входе. Устройство использует перекрестную модуляцию усиления/фазы в одном усилителе. Предложены пути ускорения отклика устройства. При размерах устройства 1,7*3,5 мм{2} оно может одновременно преобразовывать длину волны у 4-х 80-Гбит/с спектральных каналов.

Результаты измерений и численного моделирования повторно усиливающего и восстанавливающего форму (2R) регенератора показали наличие функции передачи мощности с крутыми фронтами с подстраиваемым порогом. Порог м. б. подстроен более, чем на 6 дБ с помощью простого управления напряжением обратного смещения поглощающей секции. Устройство состои из полупроводникового волновода с попеременно расположенными усилителем и поглощающими секциями, использующими активный материал с квантовыми ямами. Ступенчатые нелинейности функции передачи получаются благодаря последовательному соединению нескольких секций.

Продемонстрировано полностью оптическое 10-Гбит/с преобразование формата NRZ в RZ, основанное на ТГц оптическом асимметричном демультиплексоре, используя полностью оптическими методами восстановленный из NRZ сигнала синхроимпульс. Компонент синхроимпульса улучшен в полупроводниковом оптическом усилителе и отфильтрован псевдо с возвратом к нулю (PRZ) сигнал. PRZ сигнал вводится в волоконный кольцевой лазер с синхронизированной инжекцией мод для восстановления синхроимпульса. Восстановленный синхроимпульс и NRZ сигнал вводятся в демультиплексор в качестве сигнала накачки и пробного сигнала, соответственно, и осуществляется преобразование формата.

Представлен непрерывно подстраиваемый кольцевой лазер на легированном Er{3+} волокне с контроллером состояния поляризации внутри резонатора. Рассмотрен механизм подстройки, управляющий состоянием поляризации. Диапазон подстройки лазерного излучения составил 22 нм (1538ЭКВИВ1560 нм), ширина спектральной линии ЭКВИВ0.1 нм, а отношение оптический сигнал к шуму усиленной спонтанной эмиссии ЭКВИВ43 дБ. Когда лазер накачивался различными мощностями накачки от 10 до 50 мВт, флуктуации макс. мощности оказались .

Представлен новый способ для оптического умножения несущей мм-диапазона. Способ использует оптическое четырехволновое смешение в оптическом волокне с высокой нелинейностью и фильтрующие свойства согласованных волоконных решеток Брэгга. Способ включает шестикратное эл. умножение частоты в оптической области. Представлены результаты эксперим. исследования мультипликатора с эл. управлением на 6,67 ГГц, который создает волны мм-диапазона на частоте 40 ГГц. Генерированные несущие имеют ширину линии .

Теоретически и экспериментально были исследованы выходные характеристики лазера на легированном Yb волокне с 2-мя оболочками и с линейным резонатором. Исследовано влияние длины волокна, потерь и отражательной способности волоконной решетки Брэгга, в качестве выходного зеркала на выходную мощность лазера и пороговую мощность накачки. Линейный резонатор состоит из пары волоконных решеток Брэгга. Для уменьшения потерь на соединении между волокном с 2-мя оболочками и ЛД применялось расширенное оптическое волокно. При использовании полностью волоконной конструкции резонатора пороговая мощность составила 300 мВт.

Описаны последние достижения в области разработки источников оптического излучения для систем с плотным спектральным мультиплексированием, включая подстраиваемые лазеры и источники излучения на множестве длин волны. Особое внимание уделено компаниям, специализирующимся в этой области. Приведены основные технологии, используемые при создании источников излучения. Дан краткий обзор возможностей источников, а также рассматриваются способы их подстройки и управления длиной волны. Рассмотрены монолитные подстраиваемые лазеры, лазеры на гибридных структурах и с внешними резонаторами, решетки лазеров с выделенными длинами волн, подстраиваемые лазеры с вертикальными резонаторами, излучающие с поверхности и не полупроводниковые альтернативы.

Описаны характеристики подстройки широко подстраиваемых ЛД с 2-мя волноводами со стробированными дифракционными решетками. Две решетки, создающие немного отличающиеся спектры отражения, обеспечивают возможность широкой подстройки с помощью подстройки эффекта Вернье. Структуры устройства вертикально интегрирована и подобна лазеру с распределенной ОС, что исключает необходимость использования секций для постройки фазы. Разработанный лазер работает на ЭКВИВ1,55 мкм длине волны, макс. мощность излучения на выходе у него 12 мВт.

Кодеры и декодеры для оптического многостанционного доступа являются ключевыми устройствами при реализации оптических систем связи многостанционного доступа с кодовым разделением. Предложен регулируемый последовательный кодер/декодер. Исследованы оптические параметры разработанного устройства. Представлены результаты моделирования его характеристик. Показано, что кодирование и декодирование м. б. осуществлено последовательно, а адресные коды могут регулироваться. Кодер и декодер м. б. выполнены в одном блоке, а применяться они могут как в синхронных, так и асинхронных оптических системах многостанционного доступа с кодовым разделением каналов.

Сопоставляются характеристики 2-х типов интегрально-оптических модуляторов. В обоих случаях волноводным слоем служит полимерная пленка с эл.-оптическими свойствами, но электроды располагают разным способом. В 1-м случае имеет место вертикальная геометрия – один электрод располагается на подложке, а 2-й – поверх волноводной пленки. Во 2-м случае, называемом в работе как вариант с наведенной поляризуемостью, оба электрода располагаются на подложке. Кратко сопоставляются ВАХ. Основное внимание удалено измерению зависимости, как для модуляторов 2-го типа вносимые устройством потери зависят от приложенного к электродам напряжения. По данным измерений с изменением напряжения от 100 до 400 В потери изменялись от 12 до 25 дБ.

Разработана теория синхронизации излучения отдельных волокон лазера на основе многоканального волокна при помощи внешнего зеркала. Аналитически описана эффект Тальбо в излучении кольцевого набора излучателей. Теоретические результаты сравниваются с результатами экспериментов и численного расчета. Проанализирован способ селекции коллективных мод набора при помощи сферического зеркала, создающего почти концентрический резонатор.

Перечислены измеряемые параметры волоконного тракта. Отмечено, что требования к измеряемым оптическим параметрам тракта зависят от типа волоконно-оптической системы передачи (локальной, с синхронной цифровой иерархией, с оптическим усилением, и со спектральным мультиплексированием). Рассмотрены методы и средства измерений. Приведены измерители оптической мощности, источники и оптические тестеры различных производителей. Рассмотрены основные параметры современных рефлектометров.

Предложен и экспериментально исследован новый полностью волоконный акустооптический подстраиваемый гребенчатый фильтр, основанный на интерференции между модой сердцевины и LP[11] модой оболочки. Устройство имеет структуру в виде 3-х соединенных последовательно сегментов, сформированных с помощью высокоточного травления из 1 куска одномодового оптического волокна. Возможность подстройки реализована путем акустической подстройки частоты. Детально описаны структура и принцип работы, также влияние рабочей ширины полосы на внешние диаметры 1-го и 3-го сегментов, влияние макс. интервала на длину 2-го сегмента. Коэф. затухания устройства м. б. улучшен путем оптимизации соотношений длин между 1-м и 3-м сегментами для подавления акустического затухания.

С помощью генетического алгоритма синтезирована функция модуляции показателя преломления щелевой волоконной решетки Брэгга. Предложен способ изготовления подстраиваемой решетки Брэгга с использованием изменения диаметра оптического волокна вдоль его оси и приложения мех. напряжения к волоконной дифракционной решетке. Представлены результаты тестирования полученной дифракционной решетки. Исследовано влияние физ. параметров устройства на спектр отражения щелевого фильтра. С помощью сканирования УФ лазерным излучением изготовлена дифракционная решетка шириной 0,7 нм на стороне коротких длин волн с макс. отражающей способностью ЭКВИВ96%. Подстройкой мех. напряжений м. б. подстроена ширина полосы щели фильтра.

Полимерных УФ-отверждаемые покрытия успешно использовались в течении последних 25 лет для защиты вытягиваемых оптических волокон для защиты их от мех. повреждений и предотвращать потери на микроизгибах. Хотя существующие в наст. время двойные акрилатовые покрытия удовлетворительно защищают волокна, они проницаемы для воды и неэффективно защищают поверхность волокна от воздействия воды. При значительно возросшем объеме потребления волокна требуется новое поколение защитных материалов, которые повысят надежность последних. Предложены общие концепции проектирования герметичных полимерных покрытий, позволяющих уменьшить толщину покрытий, улучшить теплостойкость волокна и уменьшить коэф. теплового расширения.

Представлены результаты исследования нестабильности модуляции, вызванной перекрестной ФМ в уменьшающем дисперсию оптическом волокне. Выражения для дисперсионных соотношений были получены с учетом потерь в волокне и влияния смещения. Результаты показали, что спектр усиления уменьшающего дисперсию оптического волокна намного шире, чем спектр усиления обычного оптического волокна. Спектр усиления расширяется с расстоянием передачи, когда коэф. уменьшения дисперсии больше, чем коэф. потерь в волокне. Показано, что эффект слабого смещения увеличивает диапазон.