Сети и системы связи

Проведено исследование влияния каскадирования нелинейностей 2-го порядка на характеристики кварцевого оптического волокна, в котором нелинейности 2-го порядка периодически созданы при полярном воздействии термического/эл. полей. С помощью уравнения связанных мод выведены аналитические выражения для нелинейного сдвига фазы полностью оптической коммутации при условии сильной оптической накачки в таком оптическом волокне. Оптимизировать нелинейный сдвиг фазы можно при соотв. выборе параметров.

Описаны результаты эксперим. исследования надежности одномодового волокна с сердцевиной из чистого кварца и волокна, легированного германием (волокна со сдвинутой дисперсией) при долговременном облучении непрерывным лазерным излучением высокой мощности. Установлено, что оптические потери в 0,6-1,6-мкм области и рамановский спектр одномодового волокна и легированного германием волокна не изменяются полосе 1900 ч облучения 8-Вт излучением и после 2000 ч облучения 8,5-Вт излучением на 1,48 нм длине волны. Ожидается, что меньшей мощности лазерного излучения долговременная стабильность волокон составит >20 лет.

Предполагается, что оптические волокна с сердцевиной из чистого кварца и с высоким содержание OH будут наилучшей средой передачи в видимом и УФ диапазонах, обеспечивая относительно низкое затухание и высокая стабильность мощности. Представлены результаты систематических исследований оптических волокон с кварцевой сердцевиной и легированной фтором оболочкой, выполненных по MCVD технологии. Сердцевина волокна была модифицирована с помощью легирующих примесей. Приведены характеристики волокон.

Предложен метод стоксовского-антистоксовского рамановского усиления в оптическом волокне, основанный на идеальной антистоксовской генерации в среде, демонстрирующей изменения нелинейности 3-го порядка вдоль направления распространения. Методом численного моделирования получены условия согласования фаз при различных интенсивностях накачки. Рассчитано влияние длин слоев на интенсивность накачки. Теоретически показано, что м. б. получен коэф. стоксовского-антистоксовского усиления >10 дБ. Предложена аналитическая модель стимулированного рамановского усиления с квазифазовым согласованием в кварцевом волокне, которая позволяет значительно сократить время расчета.

Описана генерация отриц. дисперсии 3-го порядка в одномодовых волокнах, свернутых в спираль, которые имели положит. дисперсию 3-го порядка до сворачивания. Смена тангенса угла наклона наблюдалась в оптических волокнах со сдвинутой дисперсией и с нулевым сдвигом дисперсии на 1,3 мкм длине волны в области 1,5 мкм. Предлагается использовать сворачивание волокон в спираль для построения компенсаторов дисперсии.

В результате исследования интенсивности релеевского рассеяния в кварцевом стекле, легированном фтором, из которого изготавливаются оптические волокна, установлено, что уменьшение рассеяния происходит наиболее эффективно при уменьшении фиктивной температуры стекла. При этом такое уменьшение происходит в меньшей степени в образцах с более высокой концентрацией фтора, что показывает существование зависимости между рассеянием и флуктуациями концентрации. Исследовано влияние отжига на уменьшение интенсивности релеевского рассеяния.

С использованием разработанного ранее метода для преобразования обобщенного уравнения Шредингера с временной производной от нелинейного отклика с помощью компьютерного рассмотрено самовоздействие фс лазерного импульса в оптическом волокне. Для решения этой задачи предложена консервативная диф. схема. Исследовано влияние временной дисперсии нелинейного отклика на самофокусирование гауссовского импульса в оптическом волокне. Показано ограничение интенсивности света в фокусе, вызванное временной дисперсией нелинейного отклика.

Описан простой метод преобразования длины волны, не зависящий от состояния поляризации, с помощью вырожденного четырехволнового смешения в одномодовом оптическом волокне, накачиваемом ВЧ пилообразными импульсами с перекрестной поляризацией от одного источника излучения накачки. В качестве источника излучения накачки использовались ЛД с коммутируемым усилением и волоконный лазер с синхронизацией мод. Показано, что такое преобразование м. б. осуществлено с достаточно высокой скоростью.

Представлены результаты теор. исследования связи мод и связи мод, вызванных затуханием, в пластмассовом оптическом волокне со ступенчатым показателем преломления при различных условиях ввода излучения. Приведены результаты численного решения уравнения потока мощности многомодового оптического волокна. Рассчитано распределение мощности на выходном конце волокна при различных углах ввода излучения и той же самой ширине луча, когда длина волокна составляла 1,5, 15 и 20 м. Рассчитана связь мод, вызванная затуханием гауссовского луча различной ширины при различных углах ввода. Проведен анализ полученных результатов.

Представлены результаты исследования характеристик релеевского рассеяния, в одномодовых оптических волокнах, легированных GeO[3] и F. Рассмотрены соотношения между параметрами структуры волокна (радиус сердцевины, относит. разность показателей преломления) и потерями, вызванными релеевским рассеянием. Установлена сильная корреляция между потерями, вызванными релеевским рассеянием, и коэф. ограничения мощности. Потери, вызванные релеевским рассеянием, влияют в основном на относит. разность показателей преломления для волокон, легированных GeO[3], тогда как для волокон, легированных F, на радиус сердцевины. Полученные результаты м. б. использованы при проектировании и производстве волокон со сверхнизкими потерями.

Представлен краткий обзор последних достижений в разработке одномодовых оптических волокон с низкими потерями при изгибе, предназначенными для работы в волоконно-оптических сетях связи типа волокно в дом (FTTH). Описаны конструкции и процессы изготовления для 3-х типов волокон: волокон со ступенчатым профилем показателя преломления, волокон с траншейным профилем показателя преломления и сотовых волокон. Утверждается, что 2 последних типа волокон м. б. использованы для прокладки внутри помещения из-за низких потерь при изгибании и на местах сращивания.

Продемонстрирована возможность фазовой модуляции внутри пластикового оптического волокна с РММА сердцевиной и пьезоэл. покрытием. РЧ сигнал вызывает мех. напряжения в сердцевине волокна благодаря эл.-мех. эффектам в пьезол. покрытии и т. обр. фаза оптических сигналов в волокне модулируется. По сравнению со станд. стеклянным оптическим волокном пластмассовое имеет чувствительность к ФМ в 10 раз выше. Предложена структурная схема фазового модулятора на пластмассовом оптическом волокне. Приведены характеристики материалов, используемых при изготовлении модулятора.

Нестационарная двумерная задача распространения фемтосекундного импульса в планарном волноводе, состоящем из последовательно соединенных линейного и нелинейного участков, решается методом конечных разностей. Проведен анализ точности конечно-разностных схем применительно к решению стационарных и нестационарных двумерных квазилинейных уравнений распространения излучения в волноводах со ступенчатым профилем показателя преломления. Исследовано влияние эффектов волновой нестационарности на динамику пространственно-временного распределения импульса в нелинейном волноводе. Показано, что вследствие инерционности нелинейного отклика среды и зависимости групповой скорости импульса от его интенсивности по мере распространения импульса непрерывно происходит вытекание излучения из сердцевины волновода в оболочку. Библ. 20.

Впервые сформулирована и разработана модификация метода синтеза на фиксированной частоте для одномодовых волоконных световодов (ВС), дающая возможность определять функции профиля показателя преломления в поперечном сечении ВС по заданным передаточным характеристикам – с увеличенной эффективной площадью поперечного сечения моды (что обеспечивает многоканальную передачу с одновременным уменьшением таких нелинейных явлений, как четырехволновое смешение, фазовая самомодуляция и перекрестная фазовая модуляция) и с уменьшенной ненулевой дисперсией в широком диапазоне длин волн (что позволяет передавать сигналы с большой скоростью на большие расстояния без компенсации дисперсии). Благодаря использованию таких ВС в высокоскоростных линиях передачи уменьшается число линейных усилителей и регенераторов, что дает существенную экономию – как одноразовую (при построении сети), так и долгосрочную (при ее эксплуатации).

С применением метода конечных элементов исследовано двулучепреломление, вызванное мех. напряжением, у “псевдопрямоугольных” сохраняющих состояние поляризации оптических волокон. Представлены кривые распределения мех. напряжения и распределения двулучепреломления. Поляризационные моды, постоянные распространения и модальное двулучепреломление волокон были рассчитаны с помощью полно векторного метода конечных элементов. Мех. напряжение и модальное двулучепреломление составили ЭКВИВ3,33*10{-4} и 3,72ЭКВИВ10{-4}, соответственно. Результаты расчета показали, что исследуемые волокна имеют ряд преимуществ перед волокнами, имеющими форму типа панда.

Проанализирована возможность получения лазерной генерации в активированных эрбием кремниевых структурах. Экспериментально получено спонтанное излучение на длине волны 1,54 мкм от активированных эрбием кремниевых диодов. Теоретически рассчитана технология брэгговской решетки, используемой для улучшения характеристик излучения. Рассмотрено влияние технологич. ошибок при изготовлении волноводов на пороговые условия генерации. Библ. 24.