Сети и системы связи

Описаны результаты измерения состояния поляризации и дрейфа дифференциальной групповой задержки в подводных оптических волокнах. Эксперим. автокорреляционная функция показала, что самые быстрые изменения, как в состоянии поляризации, так и в дифференциальной групповой задержке происходят быстрее, чем за 15 с, которые ограничены скоростью измерения. Фурье-преобразование применяется для исследования вибраций оптических волокон, вызванных океанской волной.

Представлены результаты всестороннего теор. анализа стимулированного рамановского рассеяния импульсов в кремниевых проволоках. Описаны динамики импульсов с помощью системы связанных уравнений, которые описывают внутренние оптические потери волновода, фазовые сдвиги и потери из-за свободных носителей, генерированных двухфотонным поглощением, дисперсию частоты 1- и 2-го порядков, самомодуляцию фазы и перекрестную модуляцию, потери, вызванные двухфотонным поглощением и рамановские взаимодействия между импульсами. Влияние свободных носителей на динамики импульсов вводится через уравнение скорости. Соответствующая система уравнений была численно интегрирована. Были описаны такие явления, как вызванное шумом рамановское усиление и вызванное рамановским эффектом взаимодействие импульсов.

Описан лазер на легированном Yb фотонно-кристал. волокне с воздушной оболочкой с диаметром сердцевины 40 мкм с лучом, имеющим внутреннюю одиночную поперечную моду (M{2}ЭКВИВ125). Лазер можно было подстраивать в пределах 1200-1500 нм диапазона. Устройство продемонстрировало спектральную ширину линии ЭКВИВ5 ГГц. Оно обладало термостабильностью и линейной поляризацией излучения при поляризационном коэф. экстинкции ЭКВИВ93%. Макс. полученная выходная мощность была ЭКВИВ14 Вт (ограничена доступной мощностью накачки). Приведена архитектура волоконного лазера, который м. б. использован в системах связи.

Предложен метод для увеличения количества каналов в оптическом демультиплексоре, использующий 2 соединенные последовательно объемные фотополимерные дифракционные решетки. Экспериментально продемонстрирован 130-канальный демультиплексор с 0,4-нм расстоянием между каналами, 3-дБ шириной полосы ЭКВИВ0,12 нм и канальными перекрестными искажениями ЭКВИВ20 дБ. Рассмотрена конфигурация соединенных последовательно дифракционных решеток.

Продемонстрированы 1,3-мкм Nd:YVO[4] лазеры с пассивной синхронизацией мод и диодной накачкой, у которых частота следования импульсов 5 и 10 ГГц. Пассивная синхронизация мод получается за счет использования нового зеркала с насыщенным поглотителем, основанным на GaInNAs. Измеренный фазовый шум доказывает, что лазер обладает низким временным дрожанием импульсов по сравнению с полученным дрожанием у лазеров этого типа. Приведены конструкции лазеров с 5- и 10-ГГц частотой следования импульсов с длинами резонаторов 30 и 15 мм, соответственно. Разработанные лазеры м. б. использованы в связных приложениях.

Представлен полностью оптический преобразователь длины волны, использующий полупроводниковый оптический усилитель с одним соединительным выводом, основанным на перекрестной ФМ. Разработана динамическая модель устройства, на основе которой исследованы факторы, влияющие на линейную ЧМ преобразованного сигнала. Рассмотрена мощность сигнала, мощность пробного сигнала, входной и выходной коэф. экстинкции.

Реконфигурируемый мультиплексор ввода/вывода является широко используемым при построении динамических сетей связи функционально реконфигурируемым фильтрующим устройством. Особое внимание уделено архитектурам реконфигурируемого мультиплексора ввода/вывода, которые позволяют масштабировать спектральные каналы, принимать во внимание порты ввода/вывода, а также пропускную способность интегрированных перем. оптических аттенюаторов. Приведены результаты эксперим. исследований мультиплексоров. Показаны функциональные их особенности.

Для автоматической компенсации изменений коэф. усиления волоконно-оптических усилителей требуется динамический эквалайзер усиления. Предложен эквалайзер с термооптическими фазосдвигателями, основанными на интерферометре с фильтром в одном плече. Разработана методика проектирования эквалайзера, в котором осуществляется управление термооптическими фазосдвигателями, что позволяет повысить точность управления. Предложен алгоритм оптимизации, в котором учитывается воздействие тепловых перекрестных помех. Изготовлена решетка термооптических фазосдвигателей по технологии планарной оптической ИС.

Представлены результаты численной оценки 3-х различных схем распределенного рамановского усиления, используемых для 160 Гбит/с одноканальной передачи, – накачиваемых в обратном направлении, накачиваемых в двух направлениях и накачиваемых во втором порядке. Проведено сравнение схем усиления. Самая большая протяженность передачи (2500 км) была достигнута при использовании всех 3-х способов при 105-км пролетах, состоящих из оптического волокна со сверхбольшой площадью и волокна с отрицат. дисперсией. Исследованы пути увеличения протяженности системы передачи.

Представлены результаты теор. и эксперим. исследования характеристик 2-х соединенных последовательно полупроводниковых оптических усилителей в топологии с распространением в противоположном направлении. Эта конфигурация подчеркивает нелинейность усиления, вызванной взаимной модуляцией усиления 2-х усилителей. В экспериментах участвовали 2 усилителя с длинами 500 и 700 мкм. С помощью данной конфигурации исследованы характеристики 2-х полностью оптических функций: полностью оптического переключения для 2,5 ГГЦ импульсов данных и полностью оптического логического элемента ИЛИ-НЕ.

Исследованы: характеристики ширины полосы излучения сверхлюминисцентных диодов и механизм распределения носителей в активном слое. Для получения большой ширины полосы предложено использовать асимметричную структуру активного слоя. Используя InP подложку с 5-ю 60 A InGaAsP квантовыми ямами и 2-мя 150 A InGaAs квантовыми ямами, получен сверхширокий спектр излучения. Спектральная ширина вблизи 400 нм почти покрывает диапазон от 1250 до 1650 нм. Такие диоды м. б. использованы в качестве источников излучения для волоконно-оптических систем связи с плотным спектральным мультиплексированием.

Совершенствуется метод измерения распределения фазы в световых пучках. За основу взят метод, в котором для измерения искажения на пути пучка помещается ЖК фазовый пространственный модулятор, при управлении которым м. б. получен ровный волновой фронт. В работе используется двуступенчатая схема. На 1-й ступени приводится выравнивание распределения интенсивности пучка, а уже потом исследуется распределение фазы (в работе с помощью интерферометра Майкельсона). Экспериментально показано, что 2-ступенчатый метод обладает лучшей точностью.

Представлен способ изготовления апериодической решетки Брэгга в ребристом волноводе, выполненном по технологии кремний-на-изоляторе. Способ допускает гибкость в определении различных характеристик апериодической дифракционной решетки, таким обр. м. б. реализован полный диапазон оптических фильтров на дифракционных решетках. Процесс изготовления включает оптическую и электронно-лучевую литографию, за которыми следует реактивное ионное травление для одновременного изготовления волновода и структуры дифракционной решетки.

Описаны архитектуры одночиповых SDH/SONET формирователей кадров, которые позволяют накапливать данные от нескольких линейных портов. Представлен краткий обзор существующих параллельных и распределенных алгоритмов, которые используются при накоплении. Предложена новая архитектура с мультиплексированием данных, которая м. б. использована для накопления данных от относительно большого числа портов в одном устройстве. Разработанная архитектура позволяет передавать данные от сверхширокополосных приложений на множестве длин волн или по множеству оптических волокон.

Предложена 3-секционная конфигурация компенсатора поляризационной дисперсии мод высокого порядка. Данный компенсатор требует только 2 управляющих параметра для компенсации поляризационной дисперсии мод более высокого порядка, когда осуществляется компенсация дисперсии 1-го порядка. Результаты численного анализа показали существенное улучшение характеристик по сравнению с компенсацией дисперсии 1-го порядка. Компенсатор м. б. использован в оптических системах связи с высокой пропускной способностью.

Показано, что эл.-оптические модуляторы на полимерах имеют целый ряд преимуществ перед такими же модуляторами, но на ниобате лития и м. б. использованы для преобразования эл. сигналов в оптические. Недостатком полимерных модуляторов является нестабильность материала, из которого он изготовлен. Рассмотрены NLO полимеры, методы из изготовления и способы повышения стабильности. Предложено несколько схем поперечных связей в NLO полимерах.