Сети и системы связи

Продемонстрирован простой автокоррелятор на оптическом волокне для пс коротких импульсов, основанный на измерении градуса поляризации в процессе подстройки относит. задержки 2-х ортогональных состояний поляризации импульса. Были измерены ширина импульсов в последовательности 20-, 40- и 80-ГГц импульсов, а также 2-пс импульсы, генерированные лазером с синхронизацией мод. В экспериментах использовались оптические мощности >-10 дБм. Результаты измерений хорошо согласуются с измерениями, проводившимися станд. методами. Показано, что точность измерения м. б. повышена путем использования подстраиваемого элемента задержки с лучшим разрешением.

Теоретически и экспериментально исследована генерация 2-й гармоники 40-ГГц пс оптических импульсов с различной шириной импульсов, мощностью импульсов и центр. длиной волны в волноводе на ниобате лития с периодической полярностью (PPLN), легированном MgO. В эксперименте пс импульсы генерировались с применением 40-ГГц волоконных лазеров с синхронизацией мод и 2-х подстраиваемых фильтров, с помощью которых длина волны лазерного излучения м. б. подстроена от 1530 до 1570 нм, а ширина импульсов м. б. подстроена от 2 до 7 пс. Импульсы 2-й гармоники генерировались, когда пс импульсы накачки проходили через PPLN волновод, легированный MgO.

Проанализированы и экспериментально продемонстрированы оптимизированные характеристики Д Фабри-Перо с синхронизированной длиной волны при использовании источника оптического излучения с дистанционной накачкой непрерывной волной в центр. офисе. Исследовано влияние шума разделения мод ЛД Фабри-Перо и обратного релеевского рассеяния, возникающего от двунаправленной передачи одной и той же длины волны. Измерены Q-фактор, коэф. подавления боковой полосы и потери мощности в зависимости от отношения сигнал/рассеиваемая назад мощность. Показано, что шумом разделения мод и обратным релеевским рассеянием можно управлять с помощью дистанционной накачки.

Разработан метод переходной матрицы, основанный на теории связанных мод, для исследования полностью волоконного ответвителя, состоящего из 2-х параллельных длиннопериодных волоконных дифракционных решеток, которые м. б. несходными и неоднородными. Используя этот метод, исследовано влияние различных форм неоднородности, вносимых вдоль дифракционных решеток, на передаточные характеристики ответвителя. В качестве рассматриваемых неоднородностей рассматривается расстройка шага, линейная ЧМ, сдвиги фазы и аподизация показателя преломления. Приведены численные примеры улучшения характеристик ответвителя.

Представлен анализ применения АЦП с эл.-оптической модуляцией поляризации и фазы оптического лазерного излучения в области формирования канальных оптических сигналов на примере схем АЦП мгновенных значений сигналов с эл.-оптическим модулятором интенсивности и фазы оптического излучения и АЦП с умножением частот изменения интенсивности модулируемых сигналов в каналах. Показаны преимущества АЦП с модулятором перед АЦП др. типов и перспективы их дальнейшего развития.

В наст. время привлекают внимание компактные источники оптического излучения УФ диапазона, которые м. б. использованы при создании твердотельных источников оптического излучения и в оптических системах связи на короткие расстояния. Представлена конструкция светоизлучающего диода на основе нитрида, который включает AlGaN квантовые ямы, с длиной волны излучения ЭКВИВ340 нм. Проведено трехмерное моделирование устройства, результаты которого хорошо согласуются с эксперим. данными. Исследованы внутренние физ. механизмы, такие как сжатие тока, утечка носителей и их рекомбинация.

Успешно осуществлена 10 Гбит/с передача по станд. оптическому волокну на 204 км с помощью метода инверсии спектра в середине пролета. Данный метод использует устройство согласования по фазе на волокне с подавленной стимулированной бриллюэновской дисперсией. Характеристик передачи были значительно улучшены по сравнению со станд. устройством согласования по фазе. Приведена структурная схема эксперим. установки для системы передачи на 100-103,8 км, использующая устройством согласования по фазе.

Описан новый метод для оптического гетеродинного детектирования в системах передачи радиосигналов по оптическому волокну диапазона мм-волн. Ключом к детектированию является использование удаленного двухмодового локального оптического излучения. Хотя оптическое излучение распространяется свободно, метод в принципе свободен от фазового шума лазера. Теоретически показана невосприимчивость метода воздействию дисперсии волокна. Теоретически выведены предельные значения характеристик системы. Экспериментально показано, что м. б. осуществлена передача по оптическому волокну длиной 25 км и оптическое гетеродинное детектирование 59,6 ГГц радиосигнала, передаваемого по волокну и использующего 155,52 Мбит/с данные в формате относит. фазовой манипуляции.

Представлены результаты исследования влияния четырехволнового смешения на распространение импульса в активной области полупроводниковых оптических усилителей. Предложена модель, основанная на методе уравнения скорости, которая успешно предсказывает распространение стробированного импульса оптических данных с помощью четырехволнового взаимодействия между сигнальным потоком бит и оптическим синхроимпульсом. Такой процесс м. б. использован для преобразования формата оптических импульсов потока бит с без возврата к нулю в с возвратом к нулю.

Оптические коммутаторы, не блокирующие перекрестные соединения, основанные на отражателях оптических лучей, требуют планарных оптических модулей с гибридной интеграцией активных чипов дефлектора. Представлены планарные оптические модули с двумерными решетками из кремниевых микролинз и плоских волноводов, изготовленных на кремниевых подложках. 2,55 мкм оптическое излучение вводится во входную решетку микролинз, которые собирают параллельные лучи, распространяющиеся вдоль модуля. Плоский волновод вертикально удерживает вертикально оптическое излучение. Выходные микролинзы фокусируют лучи в бок в выходные оптические волокна.

Представлены результаты исследования сдвоенного когерентного фильтра Фабри-Перо с твердотельным разделителем. Использование толстых разделителей позволяет использовать простые широкополосные диэл. зеркала. Такая конструкция фильтра с одним резонатором проще в изготовлении и демонстрирует очень низкие уровни поглощения и рассеяния. Когерентная связь 2-х фильтров осуществляется при регулировке толщины воздушного зазора с помощью пьезоэл. привода. Результаты эксперим. исследования фильтра показали, что на центр. 1,56 мкм длине волны максимум передачи составляет 98%, а полная ширина на полу максимуме – 0,5 нм. Рассмотрены возможные применения данных устройств.

Предлагается трубчатый корпус втулки и втулка, которая предотвращает возможность загрубления ее торца, обуславливающего необходимость проведения процесса устранения эксцентриситета после установки и фиксации втулки на оптическом волокне. Патентуемая втулка и ее корпус позволяют обеспечивать оптическое соединение, которое характеризуется в существенной степени уменьшенными вносимыми потерями. В дополнение к этому на трубчатом корпусе втулки предусматривается индицирующая секция, по меньшей мере, с одним вырезом, которая обеспечивает визуальную индикацию направления эксцентриситета сквозного отверстия втулки.

Описаны процессы проектирования, изготовления и характеристики полимерного оптического преобразователя размера пятна, сформированного методом поперечного углубления сердцевины. При изготовлении преобразователя использовались только стандартная фотолитография и сухое травление. Измеренные вносимые потери на переходе от волокна к волноводу составили 0,7 дБ по сравнению с 2,5 дБ потерями без преобразователя.

Полимерные оптические волноводы привлекают внимание специалистов благодаря из гибкости при изготовлении и их рентабельности. Благодаря созданию новых материалов разработаны и исследованы тонкопленочные оптические волноводы на акрилонитриде стирена. Акрилонитрид стирена демонстрирует высокую пропускающую способность (80-90%) в видимом и ИК диапазонах спектра, но потери на распространение достаточно высоки. Предложен 4-слойный волновод со структурой в виде стекло+акрилонитрид стирена+полистирен+воздух. С помощью такой структуры потери на распространение м. б. снижены на 30% по сравнению с однослойной. Исследованы такие характеристики волновода как: профиль показателя преломления, толщина волновода, двулучепреломление.

Патентуется способ формирования световода при использовании полимерного материала. Способ позволяет получать различные световоды, оптич. интегральные схемы, оптич. токопроводящие платы, применяемые в обычном оптич. поле, микрооптич. поле, поле оптич. связи. Способ включает стадии: 1) формирование слоистого пластика путем расположения подложки с тонкими пленками (ПЛ) проводящего и фотополупроводящего материалов на изоляц. подложке; при этом тонкая ПЛ фотополупроводника находится в контакте с водным раствором электролита, содержащего материал для формирования ПЛ, причем растворимость и диспергируемость этого материала в растворе снижаются в соответствии с изменением pH раствора; 2) наложение напряжения между выбранным участком тонкой ПЛ фотополупроводника и противоэлектродом и облучение этого участка светом для осаждения материала на выбранный участок тонкой ПЛ. Подложка, формируемая световодом, служит анодом, а приложенное напряжение составляет >=5 В. Материал, вводимый в водный раствор электролита, содержит амино- или карбоксигруппу, а также ионный полимер с гидрофильной и гидрофобной группами в молекуле. Приведены и описаны примеры и аппаратура для проведения процесса формирования световода по патенту.

При исследовании матрицы Миллера в оптическом волокне выведены уравнения вектора поляризационной дисперсии мод, вектора Стокса основного состояния поляризации и вектора поляризационной дисперсии мод высокого порядка, которые определяются параметрами волокна. Рассмотрены соотношения между векторами локальной и полной поляризационной дисперсии мод, а также принципы ее компенсации. Введя вектор компенсирующей поляризационной дисперсии мод и рассчитав его для куска неоднородного некруглого двулучепреломляющего волновода, теоретически доказано, что невозможно компенсировать данную дисперсию не только с помощью отрезка такого волновода, но и с помощью одного куска волокна, сохраняющего состояние поляризации. Предложена новая схема компенсации дисперсии.