Сети и системы связи

Описаны результаты эксперим. исследования усиления последовательности 1 пс импульсов в усилителе на легированном эрбием волокне, основанном на оксиде висмута, длиной 22,7 см. Продемонстрирована 80 нм ширина полосы усиления (с 1520 до 1600 нм). Благодаря короткой длине волокна усиление пс импульсов достигается без расширения импульсов в широком диапазоне длин волн. Приведена структурная схема эксперим. установки для усиления последовательности пс оптических импульсов в легированном эрбием и висмутом волокне длиной 22,7 см. Исследование характеристик усилителей показали, что они м. б. использованы в 160 Гбит/с волоконно-оптических системах с уплотнением каналов по длине волны, покрывая C- и L-диапазоны.

Предложен метод измерения без паразитных помех с помощью внеполосной оптической модуляции, который м. б. использован для измерения динамического отклика полупроводникового оптического усилителя. Показано, что схема распространения в обратном направлении м. б. с успехом использована при измерении времени жизни носителей, а отклик, полученный с помощью схемы параллельного распространения включает и передаточную функцию полупроводникового усилителя. Приведена структурная схема измерения динамик. Полупроводниковые оптические усилители могут использоваться в оптических системах связи для усиления, в качестве логических элементов, для преобразования длины волны и в полностью оптических коммутаторах.

Измерены динамики усиления полупроводникового оптического усилителя на симметричной квантово-размерной структуре с большой шириной полосы усиления. Приведена структурная схема измерительной системы, основанной на методе пробной двухцветной накачки гетеродина. Короткие оптические импульсы генерируются с помощью оптических фильтров для выделения спектральных компонент из сжатых оптических импульсов непрерывного спектра. Чтобы сохранить длительность порядка 100 фс в пределах заданной ширины полосы усиления полупроводникового оптического усилителя, расширение импульсов, вызванное сдвигами частот, компенсируется волокнами с длинами, оптимизированными для соотв. длин волн.

В соответствии с потребностью управлять усилением в системе с уплотнением каналов по длине волны, разработан усилитель на легированном эрбием волокне L-диапазона с фиксированным усилением. Усилитель использует 1 волоконную решетку Брэгга. Проведено численное моделирование усилителя. Исследовано влияние на характеристики фиксированного усиления конфигурации усилителя, длины волны накачки, длины волны Брэгга, отражательной способности решетки, мощности накачки и длины легированного эрбием волокна.

Рассмотрены последние достижения в области проектирования оптических усилителей на полимерном волокне. Представлены оптические усилители: на легированном красителем полимере; на волокне из полимера, легированного редкими землями; рамановский усилитель на полимерном волокне; на оптическом волокне из полупроводящего полимера. Описан принцип работы таких усилителей и исследованы их характеристики. Предложено несколько направлений в области дальнейшего исследования усилителей. Предложено особое внимание уделить усилителям на волокне из полупроводящего полимера.

Предложен метод прогрессивной оптимизации мощности накачки и длин волн для рамановского усиления, который позволяет селективно компенсировать важные нелинейные взаимодействия. Этот метод, во-первых, позволяет осуществить быструю одноступенчатую оценку характеристик усиления для заданного набора длин волн без определения мощностей накачки. Метод позволяет селективно компенсировать такие нелинейные взаимодействия, как взаимодействия между накачками, накачкой и сигналом, усиленным сигналом и входным сигналом.

Представлены результаты исследования влияния флуктуаций длины волны нулевой дисперсии на шумовые характеристики волоконно-оптических параметрических усилителей. Численный анализ показал, что средний коэф. шума волоконно-оптических параметрических усилителей увеличен по сравнению со случаем однородной дисперсии, особенно при работе в режиме сильного усиления. Кроме того, по коэф. шума был определено отношение усиления/коэф. шума, чтобы оценить характеристики усилителя при изменениях условий его работы и профилей дисперсии. Приведена конфигурация усилителя одной накачкой.

Предложен и исследован простой способ управления переходными процессами в скоростном усилителе на легированном эрбием оптическом волокне в сетях с коммутацией оптических пачек. Продемонстрировано 6-дБ уменьшение переходного процесса в 10-Гбит/с волоконно-оптической системе длиной 80 км с уплотнением каналов по длине волны с 3-мя усилителями. С помощью моделирования показано, что способ м. б. использован на первом усилителе в линии.

Представлены результаты теор. и эксперим. исследования 2-х электродных (200 мкм*300 мкм) 1,5 мкм полупроводниковых оптических усилителей, используемых в фотоприемниках. Путем анализа слабого сигнала из уравнения скорости выведены теор. уравнения детектирования, которые дают объяснение полученным результатам. Результаты исследования м. б. использованы при моделировании устройств на полупроводниковых оптических усилителях.

Описаны измерения ширины полосы перекрестного насыщения длины волны сигнала в усилителях на легированном туллием волокне с одной накачкой с помощью 2-х различных длин волны накачки (1426 и 1050 нм) и модуля из волокна с высокой степенью легирования туллием. 1050 нм накачка оказывает меньший эффект перекрестного насыщения по сравнению с 1426 нм. Увеличение в перекрестном насыщении наблюдается, когда длина волны сигнала уменьшается в пределах S-диапазона. Экспериментально исследованы переходные характеристики усилителя с одной накачкой на 1050 нм. Результаты исследований м. б. использованы при проектировании волоконных усилителей для оптических систем связи S-диапазона.

Представлены результаты теор. исследования схем накачки для усилителя на волокне, основанном на теллурите, легированном эрбием, при спектральном мультиплексировании. В процессе исследований использовались уравнения скорости и распространения оптической мощности для гармонизировано расширенной системе с 4-мя уровнями энергии. Исследованы 3 типа конфигураций накачки: вперед, назад и в обоих направления в условиях большой (0 дБм) и малой (-30 дБм) мощности сигналов. Приведены результаты исследования соотношений между схемами накачки с усилением сигнала и шумом усиленной спонтанной эмиссии.

Представлены результаты исследования характеристик усиления усилителей на оптических волноводах их кварцевого стекла, легированного эрбием, накачиваемых оптическим излучением с 980 нм длиной волны. При исследовании не принималась в расчет усиленная спонтанная эмиссия, но учитывались гидроксильные группы и преобразование частоты с повышением. Детально описано влияние гидроксильные группы, преобразование частоты с повышением и концентрация ионов эрбия. Результаты численного исследования показали, что оптимизация этих параметров сильно влияет на улучшение коэф. усиления.

Проведена оценка точности критериев характеристик усиления оптического усилителя на легированном эрбием волокне с помощью уменьшенного набора лазерных источников импульсов с уплотнением каналов по длине волны. Проведено сравнение сеток длин волн с одинаковым и неодинаковым разнесением длин волн. Результаты проведенных экспериментов показали, что необходимо сохранять одинаковую спектральную плотность мощности источника на диапазон длин волн, чтобы работать при одних и тех же условиях насыщения/инверсии усилителя.

Представлены результаты исследования прямого и обратного каскадированного стимулированного бриллюэновского рассеяния в накачиваемом в обратном направлении, распределенном рамановском усилителе S диапазона на G652 волокне. Накачка осуществлялась волоконным рамановским лазером с подстраиваемой мощностью излучения на 1428 нм длине волны. В качестве источника сигнала использовался подстраиваемый полупроводниковый лазер с узкой шириной спектра (.

Представлена детальная аналитическая модель, пригодная для описания шумовых свойств работающих как в линейном режиме, так и в режиме насыщения полупроводниковых оптических усилителей на основе квантово-точечной структуры. Описывается влияние на оптический шум основных физ. параметров, характеризующих квантово-точечную усилительную среду, и режима работы лазерного усилителя. Анализируются оптические шумы на выходе усилителя, на практически равномерную в широкой полосе спектральную характеристику которых накладываются узкие некогерентные провалы вследствие неоднородности усиления, величина и положение которых зависит от режима работы усилителя, и когерентные провалы вследствие нелинейного взаимодействия шумов и усиливаемого сигнала. По результатам исследования делается вывод, что динамика поведения быстрых носителей в квантово-точечной структуре вызывает чрезмерно большое расширение провалов в шумовом спектре усилителя, что необходимо учитывать при детектировании высокоскоростных цифровых сигналов и в системах с полностью оптической обработкой.

Описана имитационная модель, а также эксперим. реализация нового усилителя на одномодовом оптическом волокне из легированного туллием кварцевого стекла. Усилитель оптимизирован для 1-го окна полосы оптических связных длин волн. При накачке излучением 1064-нм Nd-YAG лазера получено макс. усиление ЭКВИВ11 дБ на 840 нм. Параметры, которые были использованы в имитационной модели, были получены экспериментально.