Сети и системы связи

Предложен гетеродинный метод для генерации оптического сигнала диапазона мм-волн для сверхширокополосных систем связи. Исследованы характеристики полупроводниковых лазеров, синхронизированных с др. полупроводниковым лазером, модулированным радиочастотой, с множеством боковых полос. Ведущий лазер с РЧ-модуляцией м. б. представлен функцией Бесселя. Эта модель затем м. б. введена в уравнения скорости Ланга. Путем численного решения этих уравнений определены выходные характеристики синхронизированного лазера, а также РЧ спект сигналов биений. Рассмотрены области применений генерированного ВЧ сигнала.

Представлены результаты теор. и эксперим. исследования мощности накачки и длины волны на динамики генерации непрерывного спектра в оптических волокнах со сдвинутой дисперсией. Показано, что непрерывный спектр, генерированный в таких волокнах, вызван совместно автомодуляцией фазы, четырехволновым смешением и перекрестной ФМ. Показано, что ширина полосы непрерывного спектра и его ровность зависят от разницы между длиной волны накачки и длиной волны нулевой дисперсии. Ровность спектра м. б. повышена более, чем на 8 дБ с помощью 2-х волоконных дифракционных решеток, соединенных последовательно.

Разработан модуль широкополосного источника с выбираемой длиной волны с интегрированным многоволновым устройством синхронизации. Источник излучения с собранными монолитно в решетку 8-ю ЛД с распределенной ОС реализует функционирование ЭКВИВ40 нм в L-диапазоне с покрытием полосы ЭКВИВ5 нм на ЛД. Разработано устройство синхронизации длины волны, основанное на эталоне, которое продемонстрировало очень стабильную работу и однородную характеристику синхронизации для всех каналов. Синхронизированная длина волны остается в пределах 1 ГГц диапазона при изменениях температуры модуля от 25 до 65°C.

Совершенствуется система автоматического контроля мощности излучения оптических источников для оптической связи. Обычная система контроля использует ответвление части выходной мощности на фотоприемник контрольной цепи, усиление сигнала с фотоприемника, сопоставление сигнала с парой контрольных (выше и ниже интервала допустимых значений), прохождение участков обработки сигналов, выработку управляющего сигнала для блока питания оптического источника. Предлагается увеличить число контрольных значений до 4-х и более с тем, чтобы перейти на использование цифровой обработки результатов сопоставления. 4 ил.

Предложен интерферометр с оптической задержкой для компенсации искажений сигналов в ЛД с распределенной ОС и прямой модуляцией. Эксперименты с интерферометром показали улучшение формы импульсов за счет подавления выбросов на фронте импульсов в лазерах с прямой модуляцией. Потери мощности уменьшены на 1 дБ. Результаты численного моделирования для компенсации искажений формы волны совпадают с данными эксперим. исследований. Приведена структурная схема интерферометра с оптической задержкой.

Продемонстрированы сверхмощное усиление и одноступенчатое сжатие на основе волокна импульсов волоконного кольцевого лазера с полупроводниковым оптическим усилителем бегущей волны. Лазер оптически синхронизирован по моде с помощью инжекции в обратном направлении излучения полупроводникового оптического усилителя бегущей волны с темной оптической гребенкой на частоте следования импульсов ЭКВИВ10 ГГц. Длительность импульсов лазера уменьшается с 5,4 до 3,9 пс с помощью компенсирующего дисперсию волокна длиной 75 м. При одноступенчатом волоконном сжатии, когда волокно намотано на катушку, импульсы кольцевого лазера со средней входной мощностью 1,7 Вт м. б. сжаты до ширины импульса ЭКВИВ410 фс.

От ЛД для линий передачи данных на пластмассовых оптических волокнах требуется стабильная работа в течении >200000 ч при 60°C, мощность ЭКВИВ5 мВт и скорость передачи >1 Гбит/с. Однако, коммерчески доступные ЛД с 660-нм диапазоном не отвечают этим требованиям. Путем оптимизации условий выращивания кристалла и структур устройств были успешно изготовлены высоконадежные ЛД со скоростью передачи ЭКВИВ1,25 Гбит/с. Среднее время работы до отказа составило 800000 ч. Эти результаты показали, что такие ЛД м. б. использованы для линий передачи данных на пластмассовых оптических волокнах.

Представлены результаты моделирования генерации солитоноподобных сверхкоротких импульсов из слабо модулированного сигнала, модуляция которого вызвана модуляционной нестабильностью, в оптических волокнах со слабой нелинейностью и дисперсией с помощью метода распространения луча. Модуляционная нестабильность является результатом совместного действия автомодуляции фазы и дисперсии групповой скорости в оптическом волокне. В нормализованной форме получены коэф. сжатия и оптим. длины волокна, которые требуются для получения последовательности коротких оптических импульсов на выходе волокна.

Предложены новые способы для генерации микроволновой частоты гармоники, модулированной на оптической несущей. Все эти способы используют поляризационно зависящие свойства модулятора фазы на LiNbO[3] и управление, чтобы получить 40 ГГц модуляцию с использование только 10 ГГц электроники. Качество сигнала генерированной частоты в основном определяется 10 ГГц генератором сигнала. Подавление нежелательных частот гармоники более низкого порядка превышает 30 дБ.

Продемонстрирован сверхмощный лазер на волокне с большой сердцевиной, дополнительно легированном эрбием-иттербием, с узкой шириной линии и широким диапазоном подстройки. Волокно накачивается в оболочку. Лазер имеет ширину линии вблизи 0,16 нм при подстройке от 1533 до 1566 нм м помощью компрессионно-подстраиваемой волоконной решетки Брэгга. Выходная мощность лазера ЭКВИВ30 Вт. Продемонстрирована совместимость разработанного лазера со станд. одномодовыми волокнами и волоконными решетками Брэгга. Лазер м. б. применен в качестве источника излучения в космических и спутниковых оптических системах связи.

Приведена рентабельная технология изготовления оптического волокна сотовой структуры, легированного ионами иттербия. Изготовленное волокно сохраняет состояние поляризации, имеет высокую нелинейность и аномальную дисперсию. Описана конструкция лазера с синхронизацией мод на основе такого волокна. Изменение длины волны лазера м. б. осуществлено с помощью подстройки частотной характеристики акустооптического фильтра.

Экспериментально исследован волоконный лазер с линейным резонатором, синхронизацией мод и подстройкой длины волны, использующий ЛД Фабри-Перо. При добавлении подстраиваемого полосового фильтра м. б. легко осуществлена динамическая подстройка. Выход этого лазера демонстрирует хорошие характеристики (диапазон подстройки длины волны до 27 нм). Лазер генерирует импульсы с шириной от 53,2 до 80,4 пс при частоте следования 908,39 МГц. Лазер м. б. использован в оптических системах связи с мультиплексированием по длине волны и во временной области. Приведена структурная схема эксперим. установки.

10 ГГц кольцевой генератор, управляемый напряжением, разработан и внедрен в 0,12 мкм CMOS технологии. Усилитель тока для источника излучения, связанный по емкости, адаптирован для реализации генератора, управляемого напряжением. Устройство может работать на частоте от 8,4 до 10,6 ГГц с фазовым шумом ЭКВИВ-85 дБс/Гц при частоте отсечки ЭКВИВ1 МГц. С использование 1,5 В источника напряжения потребляемый ток составил ЭКВИВ35 мА. Разработанное устройство м. б. использовано в системах восстановления синхронизации данных для оптических систем передачи данных.

Предложен способ изготовления лазера на оптическом волокне с распределенной ОС. Способ состоит из этапа воздействия поперечного оптического луча на оптическое волокно с целью записи структуры дифракционной решетки в заданной секции волокна. Записывающий оптический луч был поляризован в направлении не параллельном оси секции волокна. Изготовленный лазер м. б. использован при создании источников излучения для систем связи. 9 ил.

Представлены результаты теор. и эксперим. исследования генерации ультракоротких оптических импульсов, основанной на эл.-абсорбционном модуляторе с одиночной или сдвоенной конфигурацией. При этом учитывалась частотная характеристика эл.-абсорбционного модулятора. Полученные результаты м. б. использованы для исследования характеристик ультракоротких оптических импульсов. Эксперим. результаты хорошо совпадают с эксперим. данными. Генерированы импульсы с 12% и 8% коэф. наполнения.

Описаны последние достижения в области создания источников оптического излучения для оптических систем с плотным спектральным мультиплексированием, включающие подстраиваемые лазеры и источники излучения со множеством длин волн. Приведены конструкции устройств. Рассмотрены основные технологии изготовления, применяемые при создании таких источников излучения. Приведены механизмы подстройки, характеристики и режимы работы различных источников излучения.