Сети и системы связи

Усиление волоконного усилителя обычно неоднородно в пределах ширины полосы, используемой для передачи оптических сигналов с усилением. В предлагаемом блоке мощного волоконного усилителя, имеющем волоконный предусилитель и волоконный усилитель мощности, наклон плоской части характеристики усиления волоконного усилителя мощности обычно устанавливается уровнем насыщения усиления. Угол наклона м. б. подстроен путем регулировки плотности инверсии населенности волоконного предусилителя. 9 ил.

Представлены низко пороговые лазеры на квантово-размерной InGaAsN структуре с генерацией длины волны на 1,378 и 1,41 мкм, изготовленные по MOCVD (хим. осаждение из паровой фазы металлорганических соединений) технологии. Плотности порогового тока составили 563 и 1930 А/см{2} для лазеров, излучающих на 1,378 и 1,41 мкм, соответственно. Значительное улучшение характеристик достигнуто за счет высокотемпературного отжига и введения GaAsN. Изготовленные лазеры м. б. использованы в качестве источников излучения в волоконно-оптических системах связи.

Экспериментально и теоретически исследована поляризационная бистабильность в излучающих с поверхности лазерах с вертикальным резонатором, подвергнутых действию ОС. Показано, что использование ОС позволяет уменьшить ширину гистерезисной петли бистабильности, а следовательно, подавлять бистабильность. Экспериментально показано, что селективная по состоянию поляризации оптическая ОС м. б. использована для устранения переключения состояния поляризации лазера не вызывая нестабильности в устройстве. Исследуемые лазеры м. б. использованы в оптических системах связи и при осуществлении межсоединений.

Исследован вопрос многолучевого распространения в соединенных последовательно фильтрах. Выведена простая формула, выражающая макс. число фильтров, которые м. б. соединены последовательно при заданном внеполосном отражении и максимально допустимых потерях, вызванных раскрывом глазковой диаграммы. Проведено сравнение результатом мат. расчетов и численного моделирования. Полученные результаты м. б. использованы при проектировании реконфигурируемого оптического мультиплексора ввода-вывода длины волны на соединенных последовательно селективных по длине волны фильтрах на решетках Брэгга.

Предложен новый гибридный дифракционный метод для моделирования демультиплексирования с помощью вытравленных дифракционных решеток. Скалярная формула дифракции адаптирована для моделирования распространения оптического поля в области свободного распространения, а строгий анализ, основанный на теории связанных волн, использовался для расчета дифракции, вызванной поляризационной зависимостью, вблизи дифракционной решетки. Гибридный дифракционный метод имеет преимущество как над станд. скалярным дифракционным методом, так и над строгим анализом, основанным на теории связанных волн. Предложенный метод м. б. использован при проектировании демультиплексоров на вытравленных дифракционных решетках, существенно уменьшая ошибки при проектировании.

Волоконные решетки играют важную роль в таких приложениях как волоконно-оптические сети связи волоконные датчики. Ключевой технологией в таких приложениях является подстройка длины волны. Предложен способ подстройки температуры волоконной решетки Брэгга в обоих направлениях с использованием полупроводникового охладителя и сопротивления с отрицат. температурным коэф. Спроектирован и изготовлен опытный образец решетки. Приведены результаты испытания решетки при различных температурных условиях. Экспериментально показано, что центр. длина волн линейна с температурой, а диапазон подстройки центр. длины волны составил 1,5 нм.

Представлены монолитные лазеры с вертикальными резонаторами, излучающие с поверхности, на квантовых точках, работающие в 1.3-мкм диапазоне длин волн оптических систем связи. Лазеры полностью адаптированы к легированной структуре на GaAs подложке. Выходная мощность ЭКВИВ330 мкВт с эффективностью градиента ЭКВИВ0,18 Вт/А при комнатной температуре. Одномодовая работа была получена при коэф. подавления боковой моды >30 дБ. Приведены ширина полосы модуляции и глазковая диаграмма при скорости передачи 2,5 Гбит/с. Приведена структура лазера. Показано, что благодаря своим высоким характеристикам он м. б. использован в качестве недорогого источника излучения для волоконно-оптических систем связи.

Предлагается использовать разбалансированный интерферометр Маха-Цендера в оптическом спектральном мультиплексоре или демультиплексоре для стабилизации длины волны. Приведена конструкция интерферометра, в которой используются 2 ответвителя на сплавленных конусообразных волноводах и перем. ЛЗ, и подробно рассмотрен принцип его работы. Множество таких интерферометров м. б. использованы для формирования каскадированных ступеней оптического спектрального мультиплексора или демультиплексора. 4 ил.

Представлен новый гибридный волоконно-оптический усилитель с самой большой (из описанных) бесшовной шириной полосы усиления ЭКВИВ76 нм (1462-1538 нм) и макс. усилением ЭКВИВ31,5 дБ. Усилитель при использовании с одномодовым оптическим волокном длиной 80 км во всей ширине полосы усиления имеет низкий коэф. шума, высокую выходную мощность и функцию компенсации дисперсии при скорости передачи сигнала ЭКВИВ10 Гбит/с. Рассмотрена конфигурация усилителя с 2-мя волокнами, компенсирующими отрицат. градиент дисперсии, для рамановского усиления и волокна, легированного теллурием, установленного между компенсирующими волокнами в качестве усиливающей среды.

Предложен оптический монитор с оптическим ответвителем для создания связи выше критической для части оптических сигналов, передаваемых по оптическому волокну и отличающихся в канале несущими. Через оптический усилитель отвердитель связан со спектральным демультиплексером. Сформированные оптические сигналы селектируются и каждый из них передается на определенный выход. На этих выходах включены оптические детекторы, которые преобразуют в определенных каналах оптические сигналы в электрические. В оптическом мониторе длин волн предусмотрен генератор, частотно-модулирующий оптические сигналы, подводимые к оптическому усилителю.

Численно проанализировано четырехволновое смешение в полупроводниковом оптич. усилителе (ПОУ) конечно-разностным методом распростарнения пучка. Рассмотрена эволюция двух входных оптич. импульсов во временной и в спектральной областях. Показано, что зависимость усиления от длины волны становится критической при отстройке более, чем 1 ТГц. Предленный метод анализа эффективен для исследования механизмов четырехволнового смешения в ПОУ, а также для проектирования высокоэффективных частотных конвертеров, мультиплексоров с частотным разделением и ОВФ-зеркал. Библ. 20. Н. А. Без.

Представлены полностью оптические логические схемы И, исключающее ИЛИ-НЕ, ИЛИ-НЕ с 2-мя и 3-мя входными логическими сигналами, использующие эффект перекрестной ФМ в полупроводниковом оптическом усилителе. Показано, что схемы используют только полупроводниковый оптический усилитель и не требуют ни инвертирующих ступеней, ни дополнительного синхронизированного импульса. Исследован эффект перекрестной ФМ, а также его влияние на состояние поляризации пробного луча, пересекающего усилитель, возбужденный мощностью управляющего луча. По результатам исследований предложены критерии проектирования, позволяющие создать полностью оптические логические схемы с 2-мя и 3-мя входными логическими сигналами.

Экспериментально показано, что пропускная способность данных для системы оптической модуляции с уголковым отражателем м. б. значительно улучшена с помощью М-ричной квадратурной АМ, эффективно использующей спектр. Установлено, что такая система оптической модуляции с уголковым отражателем имеет достаточный динамический диапазон, чтобы поддерживать 64-ричную квадратурную АМ при скорости 30 Мбит/с в 6,75 МГц ширине полосы канала. Приведена структурная схема эксперим установки. Предполагается, что построение модулятора на квантово-размерных структурах повысит линейность характеристик и позволит обрабатывать сигналы при более низком напряжении.

Предложена двухступенчатая структура для источника излучения на флуоресцентном волокне, легированном эрбием, с высокой выходной мощностью и широкополосной усиленной спонтанной эмиссией, спектрально выравненной как в C-, так и в L-диапазоне. Усиленная спонтанная эмиссия L-диапазона генерируется в 1-й ступени с двойным прохождением и накачкой в прямом направлении и усиливается во 2-й ступени с одним прохождением и накачкой в обратном направлении, где одновременно генерируется усиленная спонтанная эмиссия высокой мощности C-диапазона. Приведены результаты моделирования характеристик усиленной спонтанной эмиссии на выходе. Определены параметры структуры двухступенчатого источника.

Предложена концепция бесцветных подстраиваемых компенсаторов оптической дисперсии, состоящих из серий интерферометров и подстраиваемых линз. Для управления устройством требуется только 1 кнопка, что существенно упрощает процесс подстройки дисперсии и уменьшает потребление мощности. Продемонстрирована 4-ступенчатая версия с 2-мя плечами у интерферометров, изготовленная по технологии кварцевого волновода. Диапазон подстройки составил 460 пс/нм на 100-ГГц сетке для 40-Гбит/с сигналов.

Исследовано получение формата с возвратом к нулю с перем. фазой (APRZ) с помощью одного модулятора Маха-Цендера, который объединяет формат с возвратом к нулю с подавленной несущей (CSRZ) с устойчивостью к нелинейностям формата с возвратом к нулю с перем. фазой. Проведено численное исследование применения нового формата с 67%-коэф. заполнения импульсной последовательности при 40-Гбит/с передаче по 5*100 км линии с т. зрения устойчивости к нелинейностям, дисперсии и фильтрации. Проведено сравнение исследуемого формата с 33% КЯ, 33% APRZ и станд. 67% CSRZ.