Сети и системы связи

Предложена новая технология для демультиплексирования по длине волны, использующая планарную структуру с градиентным показателем преломления. Устройство состоит из 3-х слоев материала с одной и той же структурой: 2 внешних слоя являются однородной средой с показателями преломления n[1] и n[2], в то время как внутренний слой является неоднородной средой, где показатель преломления имеет градиентность в соответствии с определенным профилем. Предложенная технология использует пространственный сдвиг, который возникает из-за дисперсии материала. Установлено, структура с градиентным показателем преломления обеспечивает пространственный сдвиг на много больший, чем полученный в станд. призмах.

Предложен способ изготовления лазера на оптическом волокне с распределенной ОС. Способ состоит из этапа воздействия поперечного оптического луча на оптическое волокно с целью записи структуры дифракционной решетки в заданной секции волокна. Записывающий оптический луч был поляризован в направлении не параллельном оси секции волокна. Изготовленный лазер м. б. использован при создании источников излучения для систем связи. 9 ил.

10 ГГц кольцевой генератор, управляемый напряжением, разработан и внедрен в 0,12 мкм CMOS технологии. Усилитель тока для источника излучения, связанный по емкости, адаптирован для реализации генератора, управляемого напряжением. Устройство может работать на частоте от 8,4 до 10,6 ГГц с фазовым шумом ЭКВИВ-85 дБс/Гц при частоте отсечки ЭКВИВ1 МГц. С использование 1,5 В источника напряжения потребляемый ток составил ЭКВИВ35 мА. Разработанное устройство м. б. использовано в системах восстановления синхронизации данных для оптических систем передачи данных.

Экспериментально исследован волоконный лазер с линейным резонатором, синхронизацией мод и подстройкой длины волны, использующий ЛД Фабри-Перо. При добавлении подстраиваемого полосового фильтра м. б. легко осуществлена динамическая подстройка. Выход этого лазера демонстрирует хорошие характеристики (диапазон подстройки длины волны до 27 нм). Лазер генерирует импульсы с шириной от 53,2 до 80,4 пс при частоте следования 908,39 МГц. Лазер м. б. использован в оптических системах связи с мультиплексированием по длине волны и во временной области. Приведена структурная схема эксперим. установки.

Описаны динамические характеристики цепочки дискретных рамановских усилителей, усиление в которых фиксируется полностью оптическими методами. Каскады усилителей исследуются в условиях ввода/вывода каналов в широкополосных городских волоконно-оптических сетях связи. Численные результаты показали, что большая длина рамановского волокна не позволяет мгновенно фиксировать усиление, давая большие колебания мощности в длинных цепочках рамановских усилителей. Предложен способ ограничения этого эффекта. Приведена структурная схема усилителя с полностью оптическим управлением усилением.

Описаны метод и устройство, его реализующее, позволяющие сохранять юстировку между ЛД и оптическим волокном. В конструкции устройства для сохранения юстировки используются опорная пластина и 2 подложки, выполненные из 3-х разных материалов. На подложках, размещенных на опорной пластине, крепятся полупроводниковый лазер, излучающий с боковой поверхности, и оптическое волокно. При первичной установке ЛД и волокна осуществляется их взаимная юстировка. Материалы опоры и подложек позволяют сохранять юстировку элементов. Эффективность связи ЛД и волокна м. б. повышена при фокусировании излучения от ЛД на модифицированную торцевую поверхность волокна. 2 ил.

Предложены аппаратура и способ 3R регенерации цифровых оптических сигналов. В рассмотренной структурной схеме регенератора модулятор (предпочтительно эл.-абсорбционного типа) приводится в действие эл. синхроимпульсом, синхронизированным с оптическими входными импульсами (предпочтительно с помощью контроллера по петле фазовой синхронизации). Такой модулятор размещается после 2R регенератора и принимает сигнал с его выхода. 8 ил.

Описана схема полностью оптического преобразователя длины волны, основанного на полупроводниковом оптическом усилителе, в котором используется волоконный кольцевой лазер. Экспериментально исследована работа преобразователя длины волны с самонакачкой и регулировкой четырехволнового смешения. Исследования проводились при 2,5 Гбит/с скорости передачи и в 10 нм диапазоне регулировки. Приведена структурная схема эксперим. установки.

Разрабатывается и исследуется быстродействующий оптический демультиплексор. Рассматривается разделение каналов, мультиплексированных по времени. Демультиплексирование осуществляется каскадом устройств: входное устройства делит каналы на 2 части, далее каждая из подгрупп каналов в свою очередь делится пополам и т. д. Среди основных узлов деления каналов является система из пары модуляторов на на ниобате лития. Модуляторы управляются после ячейки, обеспечивающей фазовый сдвиг на пи/4. Между модуляторами находился волоконно-оптический эрбиевый усилитель. В экспериментах после 1-го такого демультиплексора последовательности 8*10 ГГц каналов делился на 4*10 ГГц. Рассматривается использование четырехволнового смешения полупроводниковых усилителей. Усложненная система позволила разделить 80 и 160 Гбит/с сигнал на 20 Гбит/с каналы.

Приведена рентабельная технология изготовления оптического волокна сотовой структуры, легированного ионами иттербия. Изготовленное волокно сохраняет состояние поляризации, имеет высокую нелинейность и аномальную дисперсию. Описана конструкция лазера с синхронизацией мод на основе такого волокна. Изменение длины волны лазера м. б. осуществлено с помощью подстройки частотной характеристики акустооптического фильтра.

Рассмотрены интегрированные на LiNbO[3] подложке акустооптические регулируемые фильтры, характеристики которых не зависят от состояния поляризации. Фильтры обладают большим диапазоном перестройки оптической длины волны, узкой шириной полосы фильтра и низкими требованиями к управляющей мощности. Такие характеристики позволяют использовать данные фильтры при создании оптических мультиплексоров ввода/вывода. Теория связанных мод использовалась для анализа преобразования акустооптических мод. Исследованы проблемы, связанные с боковыми полосами и перекрестными искажениями.

Теоретически исследовано распространение света в волноводах на фотонных кристаллах, работающих выше светового конуса. Были рассмотрены системы типа воздушной мембраны, кремния на изоляторе и слабоограниченные системы на подложках из GaAs с единичными линейными дефектами в 3-угольных решетках отверстий. Предсказанные ослабления света во всей спектральной области фотонной запрещенной зоны составляют 10-30 дБ/100 мкм.

Представлены результаты исследования характеристик релеевского рассеяния, в одномодовых оптических волокнах, легированных GeO[3] и F. Рассмотрены соотношения между параметрами структуры волокна (радиус сердцевины, относит. разность показателей преломления) и потерями, вызванными релеевским рассеянием. Установлена сильная корреляция между потерями, вызванными релеевским рассеянием, и коэф. ограничения мощности. Потери, вызванные релеевским рассеянием, влияют в основном на относит. разность показателей преломления для волокон, легированных GeO[3], тогда как для волокон, легированных F, на радиус сердцевины. Полученные результаты м. б. использованы при проектировании и производстве волокон со сверхнизкими потерями.

С целью определения характеристик длиннопериодных волоконных дифракционных решеток, покрытых металлом, исследованы моды оболочки оптических волокон с метал. покрытием. Получено характеристическое уравнение для таких мод. Рассмотрен метод решения комплексного уравнения. Исследовано влияние различных типов металлов на постоянные распространения и потери мод оболочки. Проведено сравнение полученных результатов.

Представлены результаты исследований дисперсионных характеристик, линейных и нелинейных свойств, двулучепреломляющих свойств микроструктурных волокон. Рассмотрены методы и результаты моделирования микроструктурных волокон и использование активированных микроструктурных волокон. Обобщены результаты исследования свойств микроструктурных волокон для получения стройной картины современного положения этого раздела волоконной оптики.

Осуществлена оптическая передача без ретрансляторов 20 Гбит/с сигналов в формате квадратурной фазовой манипуляции на 200 км с помощью гомодинного приемника с фазовым разнесением, за которым следовала оценка фазы несущей с помощью цифровой обработки сигнала. Преимущества когерентного детектирования с оценкой фазы приводят к существенному улучшению чувствительности приемника по сравнению с дифференциальной демодуляцией. Разработанный метод позволяет следить за искажениями комплексной амплитуды, вызванными нелинейностями волокна, предлагая новые инструменты для мониторинга качества передачи.