Сети и системы связи

С использованием предложенной авторами ранее модели случайного фазового экрана (Korotkova O. et al. Proc. SPIE.- 2002.- 4821) рассмотрена роль рассеивателя, введенного в передатчик системы лазерной связи. Получены аналитич. выражения для интенсивности сцинтилляций гауссова пучка низшего порядка в зрачке приемника при различных состояниях атмосферы. Исследовано влияние частичной когерентности на сцинтилляции в зависимости от длины трассы и корреляционных свойств структуры рассеивателя. Рассмотрен эффект ослабления сцинтилляций за счет усреднения в апертуре при различных атмосферных условиях; при анализе применены такие показатели качества работы, как ОСШ и частота ошибок по битам. Библ. 16. Н. П. Березин.

Теоретически исследовано влияние фоновой широкополосной засветки на чувствительность лазерного приемного устройства с йодным активным квантовым фильтром (лямбда=1,315 мкм). Показано, что при приеме оптических сигналов на фоне солнечного диска чувствительность данного приемного устройства уменьшится всего на 12%, то есть практически останется на уровне квантового предела. Показано также, что 2-кратное ухудшение чувствительности будет наблюдаться, если яркостная температура абсолютно черного тела, рассматриваемого в качестве источника фонового излучения, составит 1,6*10{4} К. Проведено сравнение нашего приемного устройства с приемным устройством, в котором используется ФЭУ видимого диапазона. Показано, что чувствительность приемного устройства с ФЭУ-115 при приеме оптических сигналов на фоне солнечного диска, при ширине полосы пропускания интерференционного фильтра 5 нм составит примерно 400 фотонов при отношении сигнал/шум, равном единице. Библ. 17.

Продемонстрирована интеграция линейного эл.-абсорбционного модулятора с сосредоточенными параметрами, полупроводникового оптического усилителя и лазера с распределенной ОС. Интеграция позволила получить высокие аналоговые характеристики модуля при компактных размерах и высокой степени интеграции. Модулятор монолитно интегрирован в том же самом чипе с полупроводниковым оптическим усилителем, что приводит к рентабельности производства и высокой эффективности ввода в волокно оптической мощности >10 дБм. Изготовленный модуль продемонстрировал устойчивые характеристики при изменениях тока смещения, частоты и температуры.

Большая разница в показателях преломления между нитридом и двуокисью кремния позволяет получать планарные волноводы из нитрида кремния/двуокиси кремния с маленькими размерами и низкими потерями излучения при изгибах по сравнению с волноводами из легированной двуокиси кремния. разработанные волноводы м. б. использованы при изготовлении небольших интегрированных планарных оптических ИС, а также волноводных кольцевых резонаторов с высоким коэф. добротности. Описаны конструкции, технология изготовления и результаты измерения характеристик волноводных устройств на таких волноводах (включая волноводные изгибы, волноводные кроссы и волноводные поляризаторы).

Предложен и эксперим. исследован компенсатор поляризационной дисперсии мод 1-го порядка. В компенсаторе используется волоконная решетка Брэгга с линейной ЧМ, записанная в нагруженном водородом оптическом волокне с высоким двулучепреломлением. Путем подстройки ширины полосы дифракционной решетки от 0,92 до 5,02 нм при практически фиксированной центр. длине волны и используя специально разработанную консольную балку, устройство может генерировать подстраиваемую дифференциальную групповую задержку в диапазоне от 447 до 105 пс. Разработанное устройство предназначено для высокопроизводительных волоконно-оптических систем передачи.

Предложена новая версия схемы дуобинарной поляризационной манипуляции. Перемещение дуобинарного фильтра на сторону оптического приемника и оптимизация эл. фильтров передатчика и приемника приводит к улучшению чувствительности приемника при сохранении устойчивости к хроматической дисперсии. Основной причиной для такого улучшения чувствительности является уменьшение временного дрожания и обеспечение узкополосной фильтрации шума. Кроме того, система становится более устойчивой к нелинейным эффектам в оптическом волокне. Приведены принципиальные схемы передатчика и приемника.

Предлагается структура и устройство оптического выравнивателя мощности, применяемого для коррекции спектральной характеристики волоконного эрбиевого усилителя, входящего в состав протяженной волоконно-оптической системы со спектральным мультиплексированием (WDM). В предложенном устройстве, содержащем набор расположенных на кварцевой подложке слоев с толщиной кратной лямбда[c]/4, лямбда[c]/2 и 2лямбда[c] (лямбда[c] – центр. длина волны) и 2 расположенных между ними воздушных промежутка, толщина воздушных промежутков раздельно регулируется с помощью микроэл.-мех. элементов, что независимо изменяет коэф. отражения передаваемого оптического сигнала в верхней и нижней частях спектральной полосы усилителя, благодаря чему в широких пределах обеспечивается ручное, либо автоматическое выравнивание мощности многоволнового оптического сигнала в процессе настройки и эксплуатации системы.

Предложена конструкция частично реконфигурируемого оптического мультиплексора ввода/вывода, который позволяет вводить несколько каналов с фиксированными длинами волн и, по крайней мере, 1 канал с подстраиваемой длиной волны. Устройство состоит из: фиксированной и подстраиваемой волоконных решеток Брэгга и оптических циркуляторов. При правильном присвоении длин волн сигналам, которые вводятся/выводятся в узле с частично реконфигурируемым оптическим мультиплексором ввода/вывода, требования к диапазону подстройки регулируемых решеток м. б. уменьшены до расстояния между длинами волн каналов при плотном спектральном мультиплексировании. Экспериментально исследованы работа характеристики частично реконфигурируемых мультиплексоров.

Экспериментально показано, что широкополосные оптические излучатели, излучение которых отфильтровано с помощью волоконных решеток Брэгга, м. б. использованы в качестве источников оптического излучения в гибридных РЧ-оптических приложениях. Волоконная решетка Брэгга с 0,075 нм шириной полосы, освещенная оптическим излучателем с 49 нм шириной полосы, м. б. использована в качестве источника оптического излучения для питания микроволнового фазосдвигателя, основанного на волоконной решетке Брэгга с линейной ЧМ. Предложенное устройство успешно функционировало в испытанном диапазоне частот (0,5-6 ГГц) и имел диапазон оптической подстройки ЭКВИВ4 нм.

Предложена новая конфигурация скремблера поляризации, который предлагает узкую ширину спектра благодаря использованию задержанных бинарных фазовых импульсов, связанных с ортогональной поляризацией. Характеристики скремблера были подтверждены аналитически и экспериментально для волоконно-оптических сетей связи со сверхплотным спектральным мультиплексированием и распределенной несущей без синхронизации синхроимпульса сети.

Представлены результаты эксперим. исследования регулируемого высоко селективного приемника для волоконно-оптической системы с плотным спектральным мультиплексированием, передающей оптические пакеты. Оценка характеристик приемника с помощью новых способов тестирования подтвердила возможность сверхплотного спектрального мультиплексирования с разнесением каналов ЭКВИВ нескольких ГГц. Конструкция приемника состоит из волоконной петли, включающей волоконную ЛЗ, регулируемый оптический полосовой фильтр, усилитель на легированном эрбием волокне и оптический коммутатор, оптический переключатель на входном порту приемника, а также ФД, за которым расположен переключатель на выходном порту волоконной петли.

Разрабатывается модифицированный метод распространяющегося пучка для анализа характеристик оптических демультиплексоров на базе волноводной дифракционной решетки. В методе учитывается взаимная связь волноводов, входящих в массив. Рассчитывались коэф. связи в зависимости от числа волноводов, входящих в массив, и их пространственного удаления друг от друга. Исследовались также аберрации демультиплексора в зависимости от взаимного удаления волноводов между собой. Отдельно рассмотрены характеристики устройств на погруженных полосковых волноводах. Большинство численных результатов сопоставлялось с результатами, полученными по немодифицированному методу.

Представлены результаты исследования распространения света в нелинейном двулучепреломляющим оптическом волокне со скруткой. Показано, что изменение состояния поляризации имеет периодический характер. Полученные результаты м. б. использованы при исследовании интерферометра Саньяка. Период изменения был рассчитан с помощью теории возмущений. Определены условия, при которых период не зависит от первоначального состояния поляризации. Выведены уравнения, которые позволяют описать нелинейные изменения фазы. Разработанный метод позволяет наглядно представлять характеристики нелинейного оптического петлевого зеркала (как функцию от двулучепреломления, шага скручивания, длины и входной поляризации).

Экспериментально исследована новая схема мониторинга диф. групповой задержки, которая может обеспечить упреждающей информацией для облегчения компенсации поляризационной дисперсии мод. Для мониторинга диф. групповой задержки в начале и конце линии используются скремблеры состояния поляризации. Приведена структурная схема монитора диф. групповой задержки, который позволяет измерять задержку до 70 пс для данных в формате как с, так и без возврата к нулю. Рассмотрена схема компенсации поляризационной дисперсии мод в приемнике.

Предложен новый способ соединения, метод прямой связи, для оптического волновода с 2-мя метал. оболочками, который свободен от использования призм, дифракционных решеток и др. соединяющих элементов. Исследуемый волновод с 2-мя метал. оболочками имеет метал.-диэл.-метал. трехслойную структуру. Способ прямого соединения позволяет не только избежать применения трудных в изготовлении дифракционных решеток, но и устранить сложности юстировки при использовании призм, сохраняя все преимущества этих способов соединения. Рассмотрены тонко- и толстопленочные структуры волноводов.

Предложены конструкции оптических переключателей, использующих 2 эл-оптических эффекта в жидких кристаллах. Представлены результаты исследования возможности их объединения в матрицы для оптических сетей связи. Эти 2 устройства используют селективное отражение в холестерических слоях и общее отражение на границе между стеклом и нематическим ЖК. Разработан прототип таких переключателей. Исследованы их параметры. Начальные результаты показали, что коэф. контраста при коммутации составил 38,5 и 42 дБ, соответственно, при вносимых потерях ЭКВИВ2,3…2,9 дБ для поляризованного света.