Оптические волоконные усилители информационных сигналов

1. Оптические волоконные усилители информационных сигналов Макаров Н. С., Санкт-Петербургский Институт Точной Механики и Оптики (Технический Университет), факультет Информационных Технологий и Программирования, гр. 538

2. Применение волоконных оптических усилителей • Волоконные усилители одновременно усиливают сотни информационных каналов, мультиплексированных по длинам волн. • Они не чувствительны к скорости передачи данных и работают с любыми форматами данных.

3. Принципиальная схема однокаскадного эрбиевого волоконного усилителя

4. Многокаскадный эрбиевый усилитель • В коммерческих ЭВУ для достижения неравномерности усиления менее 1 дБ применяется сглаживающий фильтр. • Эффективное применение сглаживающего фильтра возможно только в многокаскадных ЭВУ.

5. Спектральные кривые усиления многокаскадного эрбиевого усилителя

6. Принципиальная схема тулиевого волоконного усилителя

7. Спектральная кривая усиления тулиевого волоконного усилителя

8. Зависимость коэффициента ВКР-усиления в кварцевом волокне от сдвига частот

9. Схема ВКР-усилителя • Для устранения поляризационно-зависимых потерь и повышения мощности накачки применяется модуль накачки на нескольких длинах волн с ортогональными поляризациями.

10. Спектральные кривые усиления ВКР-усилителя

11. Сглаживание кривой общего усиления при использовании ВКР-усилителя и ЭВУ

12. Принцип фазового квазисинхронизма при ВКР • Обобщенная фаза на входе в пассивные слои и на выходе из них практически не изменяется, что, в конечном итоге, приводит к реализации фазового квазисинхронизма. (3)0 (3)=0

13. Спектральная кривая стоксового и антистоксового усиления в кварцевом волокне

14. Выводы • В настоящее время в волоконно-оптических линиях связи реально используются только эрбиевые полностью оптические усилители, хотя их возможностей явно недостаточно для удовлетворения требований, предъявляемых к телекоммуникационным системам следующего поколения. • Для увеличения полосы пропускания (числа спектральных каналов) необходимо использование гибридных усилителей, сглаживающих кривую усиления. • Реализация гибридного усилителя с одновременным стоксовым и антистоксовым усилением позволит увеличить полосу пропускания. • С ростом скоростей передачи данных относительно низкое быстродействие эрбиевых усилителей вызовет ряд проблем, в результате чего ВКР-усилители займут лидирующие позиции на рынке волоконных оптических усилителей.

15. Литература • Nakagawa K., Nishi S., Yoneda E. // J. Lightwawe Technol. 1991. V. 9. P. 198-207. • Randy G., Tingyc L. I. // Proc. IEEE. 1996. V. 84. P. 870-883. • Urquhart P. // Proc. IEEE. 1988. V. 6. P. 385-407. • Trivedi D. A., Strite T., Gerlas van den Hoven // WDM solutions. 2000. № 4. P. 14-20. • Daniel C. McCarthy // Photonics Spectra. 2001. № 7. P. 88-98. • Yvonne Carts-Powell // WDM solutions. 2001. № 7. P. 9, 20. • Islam M., Nietubyc M. // WDM solutions. 2001. № 3. P. 53-62. • Hecht J. // Laser Focus World. 2001. № 6. P. 135-140. • Ahmed M. H., Shalaby M., Misk F. M. // Pure Appl. Opt. 1998. V. 7. P. 659-666. • Savage N. // WDM solutions. 2000. № 4. P. 8. • Bains S. //WDM Solution. 2001. № 4. P. 9. • Bespalov V. G., Makarov N. S. // Proc. SPIE. 2001. V. 4605. P. 280-285. • Беспалов В. Г., Макаров Н. С. // Известия РАН. Серия физическая. 2002. Т. 66, № 3 стр. 350-352. • Bespalov V. G., Makarov N. S. // Proc. SPIE. 2001. V. 4268. P. 109-116.