Сети и системы связи

Теоретически исследованы аддитивный шум, временное дрожание амплитуды и фазы на входе и выходе пассивных оптических интерферометров. Полученные теор. результаты были использованы для оценки характеристик шума и временного дрожания интерферометра, применяемого в схемах умножения частоты следования импульсов и восстановления синхроимпульса. Показано, что для обоих приложений интерферометры могут существенно уменьшить шумы и временное дрожание, присутствующие во входных сигналах, и, следовательно, получить на выходе сигналы высокого качества. Особое внимание уделено практическим вопросам применения интерферометров Фабри-Перо в умножителях частоты следования и схемах восстановления синхроимпульса.

Предложена схема устройства, для мультиплексирования с вводом-выводом канала. Устройство основано на конфигурации интерферометра Маха-Цендера с решеткой Брэгга со сдвинутой фазой. Решетка Брэгга дополнена 3-мя фазосдвигателями для открытия требуемого окна одноканальной передачи. Проведенный анализ основан на теории распространения мод. Предлагается использовать технологию планарных оптических ИС на основе SiO/Si для изготовления устройства данного класса.

Разработаны строгие общие критерии для проектирования нечувствительных к длине волны интерферометров с зеркальной симметрией, которые необходимы для мультиплексирования/демультиплексирования по длине волны. Критерии были применены для практического случая. В результате был создан интерферометр, который работает в спектральной полосе >70 нм. Предложены принципиальные схемы интерферометра Маха-Цендера/Майкельсона, не чувствительные к длине волны, с зеркальной симметрией.

Предложена конструкция нелинейного интерферометра Маха-Цендера, основанного на фотонно-кристал. волноводах. Проведено моделирование характеристик интерферометра с помощью строгой численной схемы, основанной на методе конечных элементов. Исследованы собственные моды нелинейных фотонно-кристал. волноводов с целью определения длины нелинейного плеча и переключающей мощности, а затем характеристики коммутации, зависящие от интенсивности, нелинейного интерферометра Маха-Цендера. Учтено влияние нелинейности насыщения и 2-фотонного поглощения на характеристики переключения.

Представлена монолитная интеграция двухволноводного Маха-Цендера терагерцового оптического асимметричного демультиплексора. In-GaAsP-InP устройство функционирует на 1,55 мкм длине волны и имеет 2 полупроводниковых оптических усилителя в асимметричной конфигурации интерферометра Маха-Цендера с одним управляющим входом и встроенной переключающей задержкой. Разработанное устройство м. б. использовано в качестве полностью оптического интерференционного коммутатора Маха-Цендера в составе оптических ИС.

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.

Описан механизм самопереключения в интерферометрах Маха-Цендера. Входной оптический сигнал распределяется неравноценно по плечам интерферометра с помощью ответвителя с многомодовой интерференцией. В плечах интерферометра в качестве нелинейных фазосдвигателей размещаются полупроводниковые оптические усилители. Поле неодинаковой интенсивности не линейно сдвигает фазу. Сигналы от 2-х плеч затем объединяются в выходном ответвителе с многомодовой интерференцией. Если полученный нелинейный фазовый сдвиг в плечах может компенсировать вызванную ответвителем разность фаз между плечами, сигналы будут в фазе на выходном порте.

Реализован компактный высокоэффективный спектральный (де)мультиплексор с разнесением каналов ЭКВИВ100 ГГц с помощью монолитно интегрированного асимметричного 2*2 интерферометра Маха-Цендера, с использованием процесса смешивания квантовых ям путем отжига SiO[2] при одноступенчатом напылении. Продемонстрирована возможностью подстройки длины волны и повторной балансировки асимметричных потерь устройства с помощью инфекции носителей заряда. Осуществлена подстройка длины волны в пределах 0,8 нм с помощью только 6 мА инжектированного тока. Коэф. экстинкции составил >27 дБ.

Исследованы роль и реализация реконфигурируемости оптических сетей связи. Рассмотрены современные системы с уплотнением каналов по длине волны. Новое поколение технологии спектрального мультиплексирования – плотное спектральное мультиплексирование упрощает работу сети. Показано, что для современных сетей требуется повышение гибкости и изменение топологии, чтобы сократить время, требующееся для продвижения на рынок новых услуг, и для конвергенции сетей, основанных на спектрально мультиплексированного слое. Приведены примеры оптических сетей связи.

Представлены результаты теор. и эксперим. исследования схемы оптического интерферометра с однородно разнесенными длинами волн. Описаны принцип работы фильтра и генерирующего фазу ответвителя, который может преобразовать станд. фильтр в оптический фильтр с однородно разнесенными длинами волн. В качестве примера способ преобразования был применен к станд. интерферометру Маха-Цендера. Переменные генерирующие фазу ответвители были оптимизированы с целью получения интерферометра с пост. разнесением каналов ЭКВИВ20 нм. Заданный интерферометр Маха-Цендера был изготовлен по технологии планарных оптических ИС.

Модельный интерферометр был построен с помощью суженного микроструктурированного оптического волокна с большой площадью моды. Сужение было создано путем медленного растягивания волокна, в то время когда оно нагревалось высокотемпературным факелом пламени. При таком процессе воздушные отверстия микроструктрированного волокна схлопываются и талия сужения превращается в твердое многомодовое волокно без оболочки. Это позволяет осуществлять связь между основной HE[11] модой микроструктурированного волокна и HE[1m] модами твердого волокна.