Сети и системы связи

Представлены результаты измерения динамик усиления полупроводникового оптического усилителя на квантово-размерных структурах с широкой полосой усиления. Для измерений применялся метод пробной двухцветной накачки использующий оптические импульсы с длительностью на порядок выше 100 фс. Короткие оптические импульсы генерировались путем отбора компонентов с узким спектром из сжатых оптических импульсов непрерывного спектра с помощью оптических фильтров. Приведена структурная схема эксперим. установки для измерения.

Предложена и экспериментально исследована технология мониторинга хроматической дисперсии. Интерферометр с разбалансом пути используется для мониторинга преобразования интенсивности в фазу РЧ спектрального компонента модулированного сигнала. Диапазон измерений предложенного метода не зависит от скорости передачи данных и м. б. подстроен путем юстировки разницы длин путей интерферометра. Диапазон однозначных измерений составил >2300 пс/нм для 10-Гбит/с оптического сигнала в формате без возврата к нулю. Предложенная технология м. б. использована в сверхпротяженных волоконно-оптических системах связи для мониторинга дисперсии в реальном времени и для подстраиваемой ее компенсации.

Представлены результаты измерения временного дрожания в 40 Гбит/с магистральной солитонной системе с управляемой дисперсией. С помощью точного выделения временного дрожания Гордона-Хауса из общего временного дрожания показано, что межсимвольная интерференция ограничивает расстояние, на которое без ошибок м. б. осуществлена передача в исследуемой системе. Показано, что амплитудный шум может расширить диапазон измерения временного дрожания, что может привести к потере точности при определении истинных пределов системы.

Предложена схема управления для точной оптимизации (а также автоматической стабилизации) фазы интерферометра высокоскоростных полностью оптических коммутаторов симметричного Маха-Цендера типа. В этой схеме слабый непрерывный свет использован в качестве супервизорного входного оптического излучения, а его коэф. спектральной мощности на коммутируемом выходе – в качестве биполярного сигнала ошибки. Экспериментально осуществленное демультиплексирование 16:1 при скорости 168 Гбит/с с помощью разработанного коммутатора показало простоту и чувствительность схемы управления.

Разработан генетический алгоритм для расчета профиля показателя осажденных гидролизом из пламени слоев двуокиси кремния, легированных германием, и отожженных, используя результаты измерения эффективных показателе преломления различных мод при распространении. Получен неоднородный профиль показателя преломления в глубину, что согласуется с результатами измерения концентрации и профилей плотности германия для пленок. Полученные результаты м. б. использованы при проектировании различных устройств (мультиплексоров, дифракционных решеток и т. д.) на оптических ИС для систем связи.

Изобретение относятся к устройствам для проведения мех. испытаний волоконных световодов и измерения параметров процесса их мех. усталости. Зажим для проведения испытаний образцов волоконных световодов на мех. усталость путем одновременного воздействия на них напряжениями кручения и осевого растяжения содержит корпус с отверстием для закрепления зажима на установке динамического кручения и прижим для фиксации конца образца. Дополнительно введен цилиндрический барабан с кольцевым выступом на его боковой поверхности, при это на поверхности цилиндрического барабана по спирали нанесена канавка для укладки в нее конца образца волоконного световода, радиус поверхности, на которой расположено дно канавки, находится в пределах 5 мм.

Представлена аппаратура для измерения профиля хроматической дисперсии оптического волокна, в которой используются 2 источника света, при этом, по крайней мере, один из них имеет регулируемую длину волны. 2 оптических луча с различными длинами волн от источников света вводятся в волокно. С помощью оптического рефлектометра во временной области измеряется оптическое излучение с четырехволновым смешением, генерированное благодаря взаимодействию 2-х лучей с различными длинами волн.

Разрабатывается метод измерения поляризационной дисперсии мод оптических волокон. Метод использует биения между модами при возникновении двулучепреломления в волокне, напр., при мех. напряжений. С помощью поляризационной оптической импульсной рефлектометрии отслеживалось число подобных биений. Результаты проверялись используя 30 нм импульсы 1553 нм излучения, распространяющегося в оптических волокнах со ступенчатым показателем преломления, в волокнах со смещенной и с компенсированной дисперсией. Проводилось сопоставление с результатами, получаемыми методами интерференционной техники. Получено относительно приемлемое соответствие, но, как отмечается, представленная методика имеет то достоинство, что не требует значительного количества информации, напр., об обратном рассеянии, а может ограничиться лишь данными по линейной поляризации.

Рассмотрены обусловленные поляризационной невзаимностью дрейф нуля и фединги интерференционного сигнала на выходе волоконного кольцевого интерферометра (ВКИ) большой длины, предназначенного для регистрации ряда эффектов общей теории относительности (ОТО), изготовленного на основе равномерно скрученного одномодового волоконного световода (ОВС) со слабым собственным линейным двупреломлением. Расчеты проведены методом численного моделирования с использованием модели случайной связи ортогональных поляризационных мод в ОВС, предложенной в первой части данной работы. Рассматривалась так называемая минимальная схема ВКИ с немонохроматическим источником излучения, включающая линейный поляризатор, расположенный между двумя светоделителями. Сделаны численные оценки. Показано, что ВКИ с контуром из скрученного ОВС имеет значительно меньший дрейф нуля и значительно меньшие фединги интерференционного сигнала, чем ВКИ с контуром из нескрученного ОВС. Показано, что ВКИ, изготовленный на основе скрученного ОВС, обеспечивает поляризационную чувствительность, необходимую для обнаружения рассматриваемых эффектов ОТО. Библ. 35.

Рассмотрены оптические системы связи, в которых оптические сигналы находятся в формате относительной фазовой манипуляции. Сравнение таких оптических сигналов в приемнике м. б. осуществлено с помощью интерферометра с ЛЗ, такого, как напр., интерферометр Маха-Цендера. Приведена структурная схема приемника, использующегося в волоконно-оптических системах связи с относительной фазовой манипуляцией сигналов. 9 ил.

Предложен новый способ измерения усиления чипа для полупроводниковых оптических усилителей. Путем введения концепции виртуального источника оптического излучения способ устраняет необходимость неприятной процедуры юстировки оптического волокна. Усиление чипа получается из отношения оптической отфильтрованной мощности усиленной спонтанной эмиссии к виртуальной входной мощности. Теоретически осуществлена проверка достоверности способа. Результаты эксперим. измерений подтвердили теор. данные. Проведенное сравнение результатов, полученных при точной юстировке волокон и без нее, показало их хорошее совпадение. Поляризационная зависимость усиления м. б. оценена путем введения поляризатора.

Предложен неразрушающий способ для определения одновременно профиля показателя преломления и геометрии поперечного сечения заготовок оптического волокна. Выведена совершенствованная формула для расчета длины оптического пути из функции преломления. Заготовка вращалась на 180° и собирались данные об угле преломления, затем использовались метод обратной проекции и алгоритм линейной интерполяции в реконструкции двумерного профиля с помощью компьютерной томографии для заготовок с неоднородным поперечным сечением. Результаты численного моделирования и эксперим. исследований показали точность реконструкции распределения показателя преломления заготовки предложенным способом.

Разработана конструкция анализатора оптического спектра для высокоскоростных волоконно-оптических систем связи. В конструкции устройства используются специально разработанная дифракционная решетка с массивом волноводов с выходом в виде искривленного микрозеркала, расположенного на поверхности и линейный датчик изображения. Теоретически и экспериментально исследовались разрешение и динамический диапазон анализатора. Успешно наблюдался спектр коротких (8 пс) оптических импульсов от ЛД с синхронизацией мод, работающего на 1,5 мкм, с макс. разрешением ЭКВИВ15 ГГц.

Использование дифракционных оптических элементов (ДОЭ) в волоконно-оптических преобразователях физ. величин представляется весьма перспективным. Данная работа посвящена исследованию при помощи ДОЭ зависимости поперечно-модового состава в волокне со ступенчатым профилем показателя преломления от глубины микроизгиба. Описана эксперим. установка, а также алгоритмы обработки эксперим. данных, позволяющие проводить точные измерения мощности мод. Получена зависимость мощности моды LP[11] от глубины изгиба волокна. Полученный результат позволяет рассчитывать на построение волоконно-оптических преобразователей с улучшенными характеристиками – динамическим диапазоном и точностью.

Предлагается новый оригинальный фазо-частотный метод высокоточного измерения времени задержки в кварцевых волоконных световодах. Через время задержки сигналов в световоде при разных частотах несущего лазерного излучения может быть определена хроматическая дисперсия исследуемого световода. Предлагаемый метод дает возможность оценить одно из основных качеств световодов, которые должны быть применены в современных высокоскоростных телекоммуникационных системах.

Представлены результаты измерения времени задержки на оптическом-эл.-оптическом преобразовании в гибридно-интегрированном оптоэлектронно-кремниевом комплиментарном метал-окисел-полупроводниковом чипе, разработанном для оптических межсоединений. С помощью метода пробной оптической накачки осуществлены точные измерения с пс разрешением, которые хорошо согласуются с результатами моделирования. Исследования показали, что оптические межсоединения более предпочтительны по сравнению с проводами для будущей комплиментарной метал-оксида-полупроводниковой микроэлектроники.