Сети и системы связи

Разработана новая модель, описывающая активный модулятор, расположенный в резонаторе лазера с синхронизацией мод. Получены точные решения, воспроизводящие последовательность импульсов с синхронизацией мод, при использовании эллиптичных функций Якоби. Рассмотрены 2 серии решений, описывающих последовательность импульсов: при условии синфазности и противофазности соседних импульсов. Показано, что только во втором случае возможна генерация стабильной последовательности импульсов с синхронизацией мод. Также показано, что взаимодействие импульсов между собой порождает неустойчивости, которые полностью уничтожают последовательность генерируемых импульсов или приводят к возникновению режима модуляции добротности. Библ. 25.

Реализован лазер с подстраиваемой длиной волны, использующий 1540 нм ЛД Фабри-Перо и интерферометр Фабри-Перо, выполненный с помощью технологии микромех. обработки на кварцевой поверхности. Интерферометр имеет короткий внешний резонатор. Такая гибридно интегрированная система позволяет использовать станд. лазерные чипы и, следовательно, должна иметь низкую стоимость. Осуществлена подстройка одной моды ЭКВИВ13 нм, а коэф. одномодового подавления оказался >25 дБ при средней мощности, вводимой в связанное одномодовое волокно, ЭКВИВ100 мкВт. Разработанный излучатель м. б. использован в оптических системах связи и волоконно-оптических датчиках.

Продемонстрированы 1,3 мкм лазеры с вертикальным резонатором, излучающие с поверхности, основанные на полностью эпитаксимальном InP, с высокой рекордной дифференциальной квантовой эффективностью в режиме непрерывной волны для длинноволновых устройств с одной активной областью. Ограничение мод с низкими потерями достигнуто путем использования апертуры туннельного перехода с селективно вытравленной внутренней канавкой. Одномодовое лазерное излучение в режиме непрерывной волны наблюдалось вплоть до 87°C, а при комнатной температуре выходная мощность составила 1,1 мВт при токе 4,1 мА и длине волны ЭКВИВ1,305 нм. Лазеры м. б. использованы в качестве источников излучения для систем связи на короткие и средние расстояния.

Описана генерация непрерывного спектра в области 1,6 мкм в сохраняющем состояние поляризации волокне на фотонном кристалле. Оптические импульсы, созданные оптическим параметрическим усилителем с центр. длиной волны 1,5938 мкм, частотой следования 250 кГц и длительностью импульса ЭКВИВ250 фс вводились в сохраняющее состояние поляризации оптическое волокно на фотонном кристалле. Получен расширенный спектр шириной полосы 45,8 нм (1,5892ЭКВИВ1,6350 мкм) в области 1,6 мкм. Приведена структурная схема эксперим. установки. Полученные результаты м. б. использованы при проектировании источников излучения для сетей связи с уплотнением каналов по длине волны.

Продемонстрирован самозапускающийся волоконно-оптический параметрический генератор с регенеративной синхронизацией мод, который использует четырехволновое смещение в оптическом волокне с высокой нелинейностью вместе с формированием солитонов внутри резонатора для генерации регулируемых пс импульсов на 2-х длинах волн на 10 ГГц частоте следования одновременно в С- и L-диапазонах. Оптоэлектронный генератор на основе эл-абсорбционного модулятора используется в качестве источника накачки со сверхслабым временным дрожанием, что становится возможным благодаря применению синхронизации инжекции.

Представлен новый лазер с возможностью коммутации большого числа длин волн, основанный на полупроводниковом оптическом усилителе в волоконном кольцевом резонаторе с отобранной волоконной дифракционной решеткой с высоким двулучепреломлением. Экспериментально осуществлена генерация 4-х каналов с 0,8 нм разнесением при комнатной температуре. Проводилось переключение др. каналов с 0,4 нм сдвигом длины волны путем юстировки введенного поляризатора. Разработанный лазер м. б. использован в волоконно-оптических сетях связи с уплотнением каналов по длине волны и иерархическими перекрестными соединениями.

В Цюрихе показано как разделить светоизлучающие элементы на небольшом пространстве на 2 заданных цвета в каналах связи. Одновременно повышается бытовая скорость, в результате чего битовый поток разделяется по множеству частотных каналов, для этого используется возможно большее число параллельнонаправленных оптических волокон. Оптическая обработка сигнала производится на обоих концах волоконно-оптического передающего тракта. Предъявляя высокие требования к качеству обработки сигнала, можно изменить цвет элемента путем размещения в процессе передачи данных где много параллельных потоков данных, одновременно передаются с помощью света в виде элементов с эффективным размером 7,5*5 тыс/мм.

Улучшенные характеристики в конструкциях ЛД, стабилизированных волоконными решетками Брэгга и использующих гибкие выводы из сохраняющего состояние поляризации оптического волокна, требуют плотный контроль за коэф. затухания, вызванного поляризационной зависимостью. Коэф. затухания, вызванного поляризационной зависимостью, влияет на стабильность мощности устройства, характеристики фототока и спектральные характеристики. Определено влияние коэф. затухания, вызванного поляризационной зависимостью, на выходные характеристики устройства. Продемонстрировано значительное улучшение характеристик, когда этот коэф. сохраняется на уровне или выше 20 дБ.

Расстояние в сетке длин волн при разреженном спектральном мультиплексировании в соответствии с рекомендацией ITU G.694 в большой степени определяется разрешением для дрейфа длины волны источника излучения. Предложен способ уменьшения этого дрейфа путем стабилизации оптической длины короткого резонатора полупроводникового лазера, используя фазовый вклад отражателей распределенных отражателей Брэгга для компенсации роста их оптической длины с температурой. Показано, что необходимо адаптировать конструкцию лазера, включая оптические полимеры в воздушный зазор между отражателями. Предложено техн. решение этой проблемы.

Оптический интегратор является процессором аналоговых оптических сигналов, который выполняет временной интеграл входного оптического сигнала. Представлена теория оптических интеграторов Ньютона-Котеса для высокоскоростной оптической обработки сигналов. Оптические интеграторы Ньютона-Котеса спроектированы с помощью каскада из оптических волноводных фильтров с конечным импульсным откликом и оптических волноводных фильтров с бесконечным импульсным откликом. Продемонстрирована эффективность предложенного оптического интегратора. Показано, что предложенное устройство может генерировать фундаментальные темные солитоны.

Теоретически показана возможность существенного увеличения (более чем на 2 порядка) интенсивности сигнала в терагерцевом диапазоне частот в процессе несинхронной генерации разностной частоты в нелинейном одномерном фотонном кристалле с микрорезонатором. Усиление вызвано резким возрастанием плотности энергии поля накачки в микрорезонаторе и в соседних слоях фотонного кристалла при возбуждении в окрестности резонаторной моды.

Предложен способ для точного измерения коэф. экстинкции для оптических импульсов короче 10 пс. Показано, что этот способ точек для величин коэф. экстинкции от 20 до 50 дБ. Способ основан на оптической селекции с разрешением по частоте генерации 2-ой гармоники. Измеренный коэф. экстинкции для 1,8-пс импульсов был сравнен с вычисленным значениям. Ошибка между этим значениями оказалась в пределах 0,5 дБ.

Представлена компактная конструкция лазера на Er:Yb:стекле с пассивной синхронизацией основной моды и с регулируемой 25 ГГц частотой следования импульсов в пределах С-диапазона. Путем объединения этого лазера с эквалайзером динамического диапазона был генерирован оптический спектр с плоской характеристикой и с числом дискретных каналов до 36 при 25 ГГц разнесении и отношением оптической С/Ш>40 дБ. Для использования в оптических сетях связи с уплотнением каналов по длине волны к этому устройству предлагается добавлять оптический усилитель на легированном эрбием волокне.

Показано теоретически, численно и экспериментально, что подавление боковых мод в одномодовых ЛД, таких как ЛД с распределенной ОС или распределенными брэгтовскими отражателями, может составлять до 10 дБ или более, если оптический усилитель интегрирован с ЛД. Уменьшение режекции боковой моды происходит из-за увеличения спонтанной эмиссии, которая вводится в боковую моду. Результаты проведенных исследований м. б. использованы при построении оптических передатчиков на ЛД для оптических систем передачи. Приведена структурная схема измерительной установки.

Оптические импульсы с частотой следования от 10 до 50 ГГц генерировались путем рациональной гармоничной синхронизации мод полупроводникового лазера с волоконным кольцом, использующего перекрестную модуляцию усиления 10 ГГц внешними сдвоенными оптическими импульсами. На выходе получались импульсы с перем. шириной от 6,4 до 14 пс и подстроенной длиной волны от 1530 до 1560 нм. Разработанный лазер м. б. использован в качестве источника сверхкоротких импульсов с высокой частотой повторения для сверх высокоскоростных оптических систем связи и систем оптической обработки информации.

Предложен способ генерации 10 Гбит/с полезной нагрузки, модулированной по интенсивности и кодированной с помощью кода Манчестера и 156 Мбит/с метки в формате частотной манипуляции. Проведена численная оценка характеристик полезной нагрузки и метки в ВОЛС на станд. одномодовом волокне длиной 80 км. Показано, что характеристики модулированной по интенсивности метки в формате частотной манипуляции значительно улучшаются при использовании высокоскоростного кода Манчестера.