Сети и системы связи

Представлены результаты теор. исследования частотной характеристики слабого сигнала преобразователя длины волны, основанного на перекрестной модуляции усиления в полупроводниковом оптическом усилителе с ограниченными потерями волновода. Использован метод передаточной функции для объяснения резонансного характера частотной характеристики. Рассмотрены конфигурации, когда данные и сигнал непрерывной волны распространяются в одном и в противоположных направлениях.

Представлены результаты исследования влияния нелинейных эффектов полупроводникового оптического усилителя на усиление 14-ти спектрально мультиплексированных каналов при различных оптических мощностях на входе усилителя. Проведено сравнение этих влияний при различных форматах модуляции (АМ с возвратом к нулю [(RZ-OOK) 1 бит/символ], дифференциальная квадратурная фазовая манипуляция [(DQPSK) 2 бит/символ] и поляризационно мультиплексированная RZ-DQPSK (4 бит/символ)) при агрегатной скорости передачи данных .

Предложена теор. модель волоконно-оптического параметрического усилителя, которая основана на оптическом нелинейном эффекте. Проведено численное моделирование. Исследованы спектральные характеристики усиления волоконно-оптического параметрического усилителя с одной и 2-мя накачками. Результаты показали, что усилитель с одной накачкой, когда длина волны накачки расположена вблизи длины волны нулевой дисперсии, обеспечивает лучшее выравнивание усиления. Показано, что с увеличением мощности накачки, длины волокна и его коэф. нелинейности, растет и усиление, но ширина полосы усиления уменьшается. В усилителе с 2-мя накачками при увеличении расстояния между длинами волн накачки равномерность характеристики усиления повышается.

Экспериментально продемонстрирована способность оптической схемы преобразовывать множество длин волн. Структуре схемы свойственны устойчивость и независимость от состояния поляризации. Разработанная схема м. б. практическим решением для приложений с многоадресной рассылкой при уплотнении каналов по длине волны. Принцип работы схемы основан на синхронной двухступенчатой перекрестной модуляции усиления в полупроводниковых оптических усилителях между сигналом, модулированными входящими данными, и несколькими локальными лазерами непрерывного излучения. Описано одновременное преобразование длины волны входного 10-Гбит/с канала в формате без возврата к нулю в 8 выходных каналов с 200-ГГц разнесением.

Представлен монитор для измерения оптического отношения С/Ш внутри полосы, основанный на волоконно-оптическом параметрическом усилителе. Измерения осуществляются благодаря использованию нелинейного соотношения между мощностью входного сигнала и мощностью в новой волне, генерированной каскадированным четырехволновым смешением. Средняя выходная мощность новой волны зависит от оптического отношения С/Ш входного сигнала. Результаты эксперим. исследования монитора показали хорошее согласование с данными моделирования. Приведены структурная схема эксперим. установки.

Предложены результаты исследования возможности восстановления первоначальной формы полностью оптической пороговой схемой. Принцип функционирования устройства основан на перекрестной модуляции усиления полупроводниковых оптических усилителей. Схема устройства выполнена на 2-х усилителях в конфигурации с ОС. Приведены результаты моделирования и эксперим. исследования пороговых характеристик схемы. Проведено сравнение полученных данных. Рассмотрена структурная схема эксперим. установки.

Предложен новый способ автоматического управления усилием оптического усилителя. При этом используется фильтр Фабри-Перо с 26,7 свободным спектральным диапазоном и 2 длиннопериодные дифракционные решетки для генерирующих сдвоенных лазеров в одной петле ОС. При изгибании длиннопериодной решетки потери в резонаторе на различных длинах волн м. б. изменены индивидуально, при этом ОС двух лазером тоже изменяется. Рассмотрены преимущества предложенного способа. Приведена структурная схема оптического усилителя, в котором используется данный способ управления.

Рассмотрено 2 конфигурации распределенного рамановского волоконного усилителя с практически плоской шириной полосы ЭКВИВ40 нм в 1530-1579 нм диапазоне. Длины волн рамановской накачки составили 1445 и 1470 нм. Конструкция рамановского усилителя с 2-мя накачками включает 2 оптических изолятора и 2 1550/14хх спектрально мультиплексированных ответвителя. Внутри рамановского усилителя имеется компенсирующее дисперсию волокно, интегрированное с одномодовым. Хроматическая дисперсии этих волокон, соответственно, -85 и +17 пс/нм-км., в то время, как затухание – 0,43 и 0,19 дБ/км, соответственно.

Предложена структурная схема двухступенчатого оптического усилителя с оптическим волокном, легированным эрбием, в качестве усиливающей среды. Концентрация легирующей примеси (эрбия) в волокне составила 1000 ppm, а коэф. ненасыщенного усиления сигнального луча на 1550 нм-1 дБ/м. Приведена волоконно-оптическая система передачи, в которой используются разработанные усилители, полупроводниковые лазеры, многослойные индуктивные пленочные фильтры в качестве мультиплексоров и фильтры Фурье в качестве выравнителей усиления. 32 ил.

Представлены конструкции и результаты моделирования усилителей с сильной накачкой на оптическом волокне из галоидного соединения серебра, легированного редкими землями. Экспериментально исследованы характеристики генерации галоидных соединений серебра в ближнем и среднем ИК-диапазоне. Проведен анализ полученных результатов с помощью формализма уравнения скорости. Результаты исследования м. б. применены как для трех-, так и для четырехуровневых систем, такик как Er{3+}, Pr{3+} и Nd{3+}. Предлагаются оптим. конструкции, которые обладают значительным усилением.

Предложен новый способ для улучшения коэф. усиления и шума отражающего оптического усилителя на легированном эрбием волокне L-диапазона. В конструкцию во входной части введен 980 нм ЛД накачки. Путем выбора соотв. коэф. мощности 980 и 1480 нм ЛД, по сравнению с конфигурацией, накачиваемой только 1480 нм ЛД, в диапазоне длин волн от 1565 до 1615 нм, усиление увеличивается 1,5-9,9 дБ, а коэф. шума уменьшается 1,3-9,4 дБ для слабого сигнала.

Предложен новый метод для подавления избыточный шум, вызванного невырожденным четырехволновым смешением и передачей RIN между оптическим излучением сигнала и накачки в системе распределенного рамановского усиления с накачкой вперед. Улучшение оптического отношения С/Ш и Q-фактора составило 2,5 и 2,0 дБ при рамановском усилении ЭКВИВ7 дБ, соответственно, для сигналов L-диапазона при передаче с уплотнением каналов по длине волны по оптическому волокну со сдвинутой дисперсией. Приведена структурная схема эксперим. установки.

Описана конструкция твердотельного лазера на полимерном материале с диспергированным красителем, который используется в качестве усилителя оптического диапазона. В качестве активной среды используется шайба, выполненная из полимерного материала, легированного лазерным красителем. Шайба имеет оболочку из прозрачного полимерного материала, показатель преломления которого равен показателю преломления активной среды.

Продемонстрирован мощный полупроводниковый усилитель, основанный концепции оптического волновода, связанного с плитой. Эта концепция позволяет реализовать полупроводниковые оптические усилители с большими основными оптическими модами, низкими потерями и малым коэф. оптической локализации. Это позволяет поддерживать высокую выходную мощность насыщения, большую длину для эффективного удаления тепла и прямое соединение встык с одномодовым оптическим волокном. Описан 1,5 мкм усилитель на квантово-размерной структуре длиной 1 см. Приведены его характеристики. Усилитель м. б. использован в оптических системах связи в свободном пространстве.

Представлены результаты исследования полупроводникового оптического усилителя с высоким коэф. усиления, интегрированного с преобразователем размера пятна изгиба. Прямой активный волновод позволяет использовать pn-утопленную гетероструктуру с высоким эффектом блокировки тока и высокой однородностью характеристик. Волновод преобразователя размера пятна изгиба м. б. оптимизирован для улучшения слабой оптической ОС от торцов и повышения эффективности связи с оптическим волокном, имеющим плоский конец, при низких потерях на излучение благодаря изгибу.

За последние годы удалось достичь значительного прогресса в повышении пропускной способности оптических систем передачи. Представлен краткий обзор ключевых технол. усовершенствований, которые должны способствовать разработке оптических систем передачи с пропускной способностью ЭКВИВТБит/с. Особое внимание уделено роли широкополосных оптических усилителей на легированном эрбием волокне и рамановских усилителей в повышении пропускной способности оптических систем передачи. Приведена структурная схема оптического усилителя на легированном эрбием волокне с большим динамическим диапазоном.