ФОРМИРОВАНИЕ ПИКОСЕКУНДНЫХ ОПТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСОВ ЗАДАННОЙ СТРУКТУРЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРЕЦИЗИОННЫХ ЛИНИЙ ЗАДЕРЖКИ

Аннотация

Статья посвящена развитию методов повышения спектральной эффективности волоконно-оптических систем передачи. Рассматривается один из методов решения данной проблемы. Суть метода сводится к использованию алфавита сигналов с амплитудной модуляцией и частотной манипуляцией. На стороне приема такие сигналы различаются последовательным применением операций селекции по частотной поднесущей и спектральным анализом низкочастотной огибающей сигнала. На стороне передачи формируется короткий оптический импульс длительностью 3-10 пс с заданной формой низкочастотной огибающей. Для формирования такого импульса используется метод аппроксимации заданной функции взвешенной суммой коротких импульсов длительностью порядка 100 фс. В качестве таких коротких функций предлагается использовать импульсы лазера в режиме синхронизации мод. Такие импульсы имеют достаточно малую длительность и приблизительно гауссову форму. Для формирования выходного сигнала единственный импульс лазера разделяется на несколько направлений (порядка 100). Далее в каждом направлении импульс усиливается (или ослабляется) в соответствии с необходимой амплитудой отсчета. Затем в каждом направлении импульс задерживается на необходимое время в линии задержки. Выходные сигналы с линий задержки суммируются и передаются на вход магистрального оптического волокна. Показано, что данный метод может быть реализован с использованием существующих технологий. В качестве проблемной части рассматривается создание системы линий задержки с незначительно различающимся временем задержки. Шаг различия времени приблизительно 100 фс. В качестве метода изготовления таких систем линий задержки предлагается использовать оптические волокна одинаковой длины со слабо различающимся составом легирующих добавок. Такой метод позволяет с достаточной точностью регулировать различие групповых скоростей (групповых коэффициентов преломления) и обеспечивает необходимую точность шага задержки исходного импульса. Выполненные расчеты показывают, что использование предлагаемых методов позволяет существенно увеличить пропускную способность волоконно-оптических систем передачи при использовании современных технологий изготовления оптических компонентов.