Сети и системы связи

Описана конструкция многоволнового лазера с резонатором на дифракционной решетке, который м. б. использован при построении многоканального источника оптического излучения. В резонаторе лазера используется вытравленная дифракционная решетка. Путем монолитной интеграции полупроводниковых оптических усилителей, различных пассивных волноводов и глубоко вытравленной дифракционной решетки было изготовлено компактное 8-канальное устройство, которое м. б. точно подстроено. Дифракционная решетка обеспечивает высокую эффективность связи и низкие волноводные потери. Коэф. подавления боковой моды превысил 45 дБ для всех каналов.

Выведены аналитические формулы для спектра мощности оптических сигналов в формате с возвратом к нулю, генерированных модулятором Маха-Цендера. Рассмотрены 33, 50 и 67% рабочие циклы импульсов в сочетании с несколькими форматами модуляции, включая бинарную и дуобинарную амплитудную манипуляции и М-ричную относит. фазовую манипуляцию, фазовую манипуляцию и квадратурную АМ. Проведено сравнение спектральных характеристик и требований к ширине полосу у этих схем, наиболее популярных в магистральных волоконно-оптических системах связи.

Представлены результаты теор. исследования генерации выравненного суперконтинуума в фотонно-кристал. волокне с высокой нелинейностью. Предложен профиль хроматической дисперсии исследуемого волокна, который является выпуклой функцией от длин волн, и имеет небольшую нормальную дисперсию групповой скорости на длине волны накачки, градиент дисперсии вокруг которой имеет плоскую форму. Установлено, что волокно с такими характеристиками дисперсии пригодны для генерации относительно ровного суперконтинуума.

Исследованы лучи 980 нм сверхмощных ЛД. Результаты тестирования показали, что цилиндрические линзы могут эффективно подавлять угол перпендикулярной дивергенции луча. Проведено сравнение нескольких типичных и популярных волокон с линзами с точки зрения характеристик связи. Особое внимание уделено факторам, влияющим на эффективность связи, и допустимым отклонениям при изготовлении для оптических волокон с градиентными линзами.

Продемонстрирован высокоскоростной светодиод (СД), основанный на GaN и излучающий вблизи 500 нм. СД м. б. использован в качестве источника излучения в оптических системах связи на пластмассовом волокне. Путем использования легирования n-типа в GaN барьерных слоях квантово-размерного материала на основе InБЕСКОНЕЧНGa[1]-БЕСКОНЕЧНN-GaN, получены характеристики, которые существенно превосходят характеристики СД без легирования n-типа. Приведены результаты измерений параметров СД, которые подтвердили пригодность СД для использования в 150- Мбит/с системах передачи данных по пластмассовому оптическому волокну.

Представлены результаты эксперим. исследования динамик рамановских волоконных лазеров, которые используют оптические волокна, сильно легированные GeO[2], в качестве активной среды и лазер на легированном Nd{3+} волокне, излучающий на 2-х длинах волн (1060 и 1090 нм), в качестве источника накачки. Продемонстрировано несколько конфигураций накачки для генерации специфичного излучения Стокса, генерированного с помощью рамановского лазерного излучения или усиления. Изменяя отношение усиления/потери путем внесения внутрирезонаторных потерь для рамановского усиления или увеличивая длину рамановского волокна внутри каждой конфигурации можно усилить или рамановское усиление или лазерное излучение.

Представлен детальный анализ положит. и отрицат. оптических сигналов в формате относит. фазовой манипуляции с возвратом к нулю и линейной ЧМ, генерированных с помощью одного модулятора Маха-Цендера в передатчике. Эксперимент, поддерживающий такой формат при скорости 10 Гбит/с, показал, что номинальная чувствительность приемника составляет -42 дБм при коэф. ошибки=10{-9}. Показано, что использование соотв. значения линейной ЧМ, влияющей на преобразование дисперсии, повышает устойчивость к нелинейности оптических сигналов в предложенном формате, путем уменьшения фазовый шум Gordon-Mollenauer.

Исследована синхронная накачка одного полупроводникового лазера другим. Экспериментально показана возможность улучшения характеристик передачи, когда VCSEL L-диапазона с прямой модуляцией на 2,5 Гбит/с синхронно накачивается относительно низкой оптической мощностью от др. VCSEL. Улучшение характеристик приписывается снижению внутриимпульсной паразитной ЧМ. Приведена структурная схема эксперим. установки. Проведенные исследования м. б. использованы при создании источников излучения для волоконно-оптических систем связи.

Предложена схема волоконно-оптического генератора для широкополосной генерации пс импульсов с регулируемой длиной волны, в котором в качестве усиливающей среды используется оптическое волокно с выравненной дисперсией. Разработанный генератор может функционировать как в диапазоне 1415-1505, так и 1600-1750 нм при мощности импульсов 6-400 пДж. Приведена структурная схема эксперим. установки, в которой волоконно-оптический параметрический генератор имеет синхронную накачку от ЛД с коммутируемым усилением.

Обычно конструкция монолитного широко подстраиваемого ЛД усовершенствуется решетчатыми структурами, чтобы получить широкий диапазон подстройки длины волны с использованием эффекта Вернье. Спектр отражения таких дифракционных решеток восприимчив к любым непреднамеренным отражениям, которые вызывают интерференционные эффекты и ухудшение подстраивающих характеристик лазера. Основным источником таких отражений являются передний и задний торцы устройства. Такое влияние на характеристики подстройки значительно. Представлены результаты статистического анализа, которые позволяют улучшить конструктивные параметры устройства. Исследуемые ЛД м. б. использованы в качестве источников излучения в оптических сетях связи.

Предложен и продемонстрирован способ подавления шума интенсивности оптической волны непрерывного спектра, использующий фильтр Фабри-Перо, расположенный за оптическим усилителем. Отношение С/Ш оптических несущих >40 дБ для 25 ГГц источников с множеством несущих, основанных на непрерывном спектре. Разработанные источники излучения м. б. использованы для волоконно-оптических систем связи с плотным спектральным мультиплексированием. Приведена структурная схема эксперим. установки.

Реализованы полупроводниковые лазеры с вертикальным резонатором, излучающие с краю, использующие глубоко вытравленный отражатель Брэгга на краю. Коэф. подавления боковой моды и подстройка длины волны исследовались как функции инжекции тока низкого уровня. Диапазон одномодовой подстройки ЭКВИВ3 нм центрирован вокруг 977 нм, отображая коэф. подавления боковой моды более 20 дБ при подстройке токов в мА диапазоне. Исследуемый лазер м.б. использован в качестве источника излучения с подстраиваемой длиной волны для широкого спектра приложений.

Представлены результаты исследования распространения фс импульсов в волокнах на оптических кристаллах. Описана генерация подстраиваемых фс солитонных импульсов. Стимулированное рамановское рассеяние преобразовывает спектральные компоненты более высоких частот в более низкие, что выражается в непрерывном самосдвиге частоты к более длинным длинам волн. Численные решения были получены с помощью обобщенного нелинейного уравнения Шредингера. Результирующий спектр, полученный с помощью моделирования, хорошо согласуется с измеренным спектром.

Разработана четырехканальная решетка ЛД с распределенной ОС и квантово-размерной утопленной AlGaInAs-гетероструктурой, предназначенная для работы в 1,3-мкм системах с разреженным спектральным мультиплексированием. Разработана технология изготовления решеток, которая позволяет им работать при 10-Гбит/с скорости передачи во всех каналах при температуре 85°C. Общая пропускная способность составила 40 Гбит/с. Предложенная технология м. б. использована для производства компактных передающих модулей. Приведены характеристики решетки ЛД.

Предложено в виде новых волоконных кольцевых структур с полупроводниковым оптическим усилителем. Первая структура состоит из усилителя на одном волоконном кольце с 8*8 волоконным ответвителем и полупроводниковым оптическим усилителем. Вторая волоконная кольцевая структура – лазер с 2-мя волоконными кольцами, 8*8 волоконный ответвитель, 2*2 эл.-оптический модулятор и полупроводниковый оптический усилитель. Измерены 14 выходных спектров волоконного лазера. Измерены также коэф. усиления для каждого порта волоконных кольцевых усилителей с большим числом выходов. Разработанные структуры волоконных усилителей и лазеров м. б. использованы при построении гибридных волоконно-оптических систем связи КТВ и вещания по абонентским цифровым выделенным линиям.

Показана возможность формирования аттосекундных импульсов при воздействии ударной волны на фемтосекундный импульс. Это имеет место, если временная дисперсия нелинейного отклика значительно влияет при распространении лазерного импульса в оптическом волокне. Также рассматривается влияние ЧМ. Данный анализ базируется на оригинальном преобразовании нелинейного комбинированного уравнения Шредингера с производной по времени от нелинейного отклика.