Сети и системы связи

Предложена новая структура свободного от когерентности оптического узкополосного режекторного фильтра. на основана на волоконном петлевом интерферометре Саньяка, содержащем оптический модулятор интенсивности. Характеристика узкополосного режекторного фильтра получена с помощью модуляции распространения по часовой и против часовой стрелке оптической волны внутри петли интерферометра в различное время. Результаты эксперим. исследования показали устойчивую работу фильтра с лазерным источником узкополосного излучения. Приведена структурная схема фильтра.

Предложено использовать эффективный и устойчивый алгоритм активной волоконно-оптической юстировки для определения оптим. местоположения волоконно-оптической связи для автоматической сборки волоконно-оптического устройства, а следовательно, для эффективного недорогого производства волоконно-оптических компонентов и модулей. Рассмотрен принцип работы алгоритма. Исследованы характеристики алгоритма для 3-х различных условий волоконно-оптической юстировки: двухмерная (X и Y), одновременно 6-мерная (3 линейных, 2 по углу и 1 вращательная), и трехмерная (X, Y и вращательная).

Описана модифицированная коммутирующая структура на активных оптических волноводах с соосным разветвлением для эл.-оптического коммутатора объемом 2*2. PEI-DR1, UFC150, и Resole HM2 взяты в качестве основного эл.-оптического материала, материала верхнего покрытия и материала нижней оболочки, соответственно. Приведены оптические и эл. характеристики этих материалов. Изготовлен эл.-оптический коммутатор объемом 2*2 для высокоскоростных оптических систем связи. Измеренные оптические потери составили 14 дБ на 1.3 мкм длине волны.

Разрабатывается недорогая конструкция сдвоенного волоконно-оптического коллиматора с устойчивыми характеристиками при длительной работе в условиях высоких температур и значительной влажности. Устройство содержит узел, позволяющий близко расположить концы пары оптических волокон. Узел располагают в трубке, обратив торцы волокон по направлению к одному из торцов градиентной линзы, также расположенной в общей несущей трубке. Узел для сдвоенного расположения волокон предлагается помещать в дополнительную стеклянную трубку. Указываются конкретные типы эпоксидных материалов, рекомендуемых для фиксации концов волокон с узлом спаривания волокон, связывания данного узла с градиентной линзой, крепления этих элементов коллиматора в общей корпусной трубке (эпоксиды 353ND, ECL4481, OG154). Рекомендуется последовательность технол. операций, использующих затвердевание эпоксидов при термической обработке или под воздействием УФ-излучения. 3 ил.

Предложено для исследования модальных характеристик одномодовых оптических волокон использовать мощный численный метод – квадратичный метод конечных элементов. Метод позволяет точно рассчитать дисперсию. Проведенное сравнение с ранее предлагавшимися методами показал высокую точность предложенного способа. Результаты моделирования показали, что волокно с многочисленными оболочками больше подходит для широкополосных систем связи. Показано, что правильно оптимизированные параметры профиля позволяют разрабатывать волокна, в которых дисперсия может сохраняться в пределах ±1,0 пс/км-нм в широком диапазоне длин волн от 1290 до 1550 нм. Этот диапазон включает и окно передачи с низкими потерями (вблизи 1310 и 1550).

Приведены результаты теор. исследования и машинного моделирования параметров изображений, которые м. б. получены с использованием системы, в состав которой входит тонкий плоский волновод с прямоугольной апертурой малого размера, расположенный между 2-мя линзами. Входная и выходная апертуры волновода расположены в фокальных плоскостях линз. Показана возможность уменьшения или устранения искажений с помощью метода разнесения фаз при изменении положения объекта. Отмечается эффективность метода при наличии шумов.

Показано, что полимерные оптические волокна в наст. время и в ближайшем будущем м. б. с успехом использованы в локальных сетях связи. Причинами являются дешевизна и высокая пропускная способность волокон указанного типа в несколько раз превосходящая теор. предел и достигающая 580 Мбит/100 м. Рассмотрено применение полимерных оптических волокон в системах освещения и в измерительной технике. Отмечено использование полимерных оптических волокон градиентного типа в составе локальных систем связи и в медицинской аппаратуре. Рассмотрено использование волокон упомянутого типа в сочетании со светодиодами и лазерами, излучающими с поверхности.

Разработан метод исследований поляризационных явлений в волокнистых световодах (ВС) при воздействии постоянного магнитного поля, который отличается от других введением дополнительных элементов в тракт распространения оптического излучения – скремблера и преобразователя поляризации, позволяющих обеспечить стабильность результатов исследований и влиять на двупреломление в ВС. Впервые установлено, что угол поворота плоскости поляризации оптического излучения на выходе волоконного световода при воздействии постоянного магнитного поля зависит от начальных условий: эллиптичности оптического излучения на выходе ВС до воздействия магнитного поля. Впервые выявлена зависимость между эллиптичностью, направлением вращения плоскости эллиптически поляризованного излучения на выходе волоконного световода и магнитным полем, действующим на ВС. Впервые обнаружена возможность управления магнитным полем и изменением температуры дискретным поворотом плоскости поляризации оптического излучения на выходе ВС. Установлено, что при изменении температуры ВС, на вход которого подано линейно поляризованное излучение, траектории изменения угла поворота плоскости поляризации излучения на выходе ВС при нагревании и остывании различны. Построена математич. модель, соответствующая условиям эксперимента, для исследования эволюции состояния поляризации излучения на выходе ВС при наличии внешнего магнитного поля и изменении температуры.

Предлагается структура и способ изготовления многоканальной волоконно-оптической структуры с одним или несколькими рядами оптических волокон, используемых в системе многоканальной оптической связи. Каждое из оптических волокон покрывается равномерным слоем органической смолы, которая подвергается отверждения путем облучения УФ-источником. Несколько волокон с покрытием образуют матрицу путем заливки или прессования с помощью акриловых или фтористых полимеров. После этого производства сушка полимерного покрытия в печи. При этом отдельные оптические каналы слипаются между собой и образуют ленточную структуру, которая сверху покрывается эмульсионным полимером и устанавливается в плоскую матрицу, вне которой оказываются входы волоконных каналов.

Экспериментально исследовано вынужденное рассеяние Мандельштама-Бриллюэна (ВРМБ) в волоконно-оптической линии связи при больших мощностях передаваемого сигнала. Порог ВРМБ не обнаружен при увеличении мощности до 400 mW. Это объясняется влиянием другого нелинейного эффекта – фазовой самомодуляции (ФСМ). Построена аналитическая модель развития ВРМБ в одномодовом световоде с учетом ФСМ. Сделана теоретическая оценка мощности спонтанного рассеяния, которая оказывается существенно ниже значений, получаемых без учета фазовой самомодуляции. Построен график зависимости эффективности ВРМБ от ширины спектра сигнала на входе линии. Показано, что при начальной ширине спектра сигнала выше некоторого порогового значения влияние вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна пренебрежимо мало.

Исследована генерация 3-й гармоники и сопутствующих нелинейных процессов в азотных и германо-силикатном волоконных световодах, полученных методом осаждения из газовой фазы, со спец. профилями показателя преломления при распространении фемтосекундных импульсов Cr{4+}: форстеритного лазера с пассивной синхронизацией мод. На основании этих исследований предполагается изучить возможность реализации лазерного эффекта в волоконных световодах данного типа в коротковолновой области спектра. Уделено внимание измерению и оптимизации параметров самого фемтосекундного лазера.

Продемонстрирован новый метод для полностью оптической идентификации точного временного местоположения и длительности нагрузок оптических пакетов, состоящих из 40-Гбит/с нагрузки в формате с возвратом к нулю перем. длины и 10-Гбит/с метки в формате без возврата к нулю. Полностью оптически генерированный сигнал огибающей нагрузки м. б. использован для стирания первоначальной оптической метки и перезаписи новой метки. Восстановленная огибающая нагрузки имеет 300-пс время нарастания и среднее временное дрожание по критерию среднеквадратичной ошибки края ЭКВИВ30 пс в пределах 10-Гбит/с динамического диапазона мощности входного оптического пакета.

Исследован и испытан эффект самостабилизации четырехволнового смешения с помощью необедненной аппроксимации и метода возмущений. При комнатной температуре продемонстрирована работа на множестве длин волн лазера на легированном эрбием волокне с высокой стабильностью и однородностью. Работа лазера стабилизирована и выравнена в результате создания баланса между функцией самостабилизации четырехволнового смешения и эффектом конкуренции мод легированного эрбием оптического волокна. Приведена структурная схема эксперим. установки для исследования разработанного лазера.

Представлены результаты численного исследования изменения формы оптических сигналов в формате с возвратом к нулю и относит. фазовой манипуляции (RZ-DPSK) с помощью полностью оптических 2R регенераторов, основанных на волокне. Оценена фаза сигнала в процессе стабилизации амплитуды для 2-х типов регенераторов: один основан на сжатии солитонов, за которым следует узкополосная фильтрация, а др. – на сверхбыстром насыщении четырехволнового смешения в конфигурации параметрического усилителя. Показано, что регенераторы, основанные на четырехволновом смешении создают небольшую диффузию фазы, они также могут улучшать характеристики RZ-DPSK передачи.

Описан процесс изготовления и результаты исследования характеристик эл.-абсорбционного модулятора на основе GaAs, который м. б. использован в волоконно-оптических системах передачи 850 нм радиосигналов. Устройство разработано для функционирования в сетях связи на многомодовом волокне на 850 нм длине волны. Приведена структурная схема волоконной системы передачи радиосигналов (радио по волокну). Применение разработанной оптической ЛД в оптических системах связи позволит значительно улучшить ее характеристики.

Описан процесс разработки решетки подстраиваемых ЛД, монолитно интегрированных с разветвителем Y-образной структуры, основанных на фотонном кристалле. ЛД состоит из 2-х продольно связанных сегментов волноводов из фотонного кристалла, которые разделены зеркальной секцией из фотонного кристалла. Квазинепрерывная подстройка достигается в 36,6-нм окне со 100-ГГц разнесением, как обычно и требуется в приложениях со спектральным мультиплексированием. Источники излучения могут работать независимо, давая возможность одновременно передавать 2 свободно выбираемые длины волны.