Электрооптические модуляторы в волоконно-оптических системах передачи

• Автор: Колодезная, Галина Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Хабаровск
• Количество страниц: 128 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОЙ БАЗЫ ПЕРЕДАЧИ
ИНФОРМАЦИИ ПО ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИМ ЛИНИЯМ СВЯЗИ
1.1. Современные волоконно-оптические системы
передачи информации
1.2. Современные волоконно-оптические линии связи
1.3. Современные электрооптические модуляторы, применяемые в ВОСП
1.4. Постановка задачи 36 ГЛАВА 2. ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЕ МОДУЛЯТОРЫ
НА КРИСТАЛЕ НИОБАТА ЛИТИЯ
2.1. Кристаллы, используемые в электрооптических модуляторах
2.2. Экспериментальная установка
2.3. Результаты экспериментальных исследований
2.4. Амплитудная электрооптическая модуляция в кристалле ниобата лития (метод связанных мод)
2.5. Эквивалентная схема электрооптической ячейки
2.6. Пьезоэффект в кристалле ниобата лития 90 ГЛАВА 3. ЭЛЕКТООПТИЧЕСКИЕ МОДУЛЯТОРЫ
НА БАЗЕ п-р-п ПЕРЕХОДА
ГЕРМАНИЕВОГО ТРАНЗИСТОРА
3.1. Экспериментальная установка
3.2. Результаты экспериментальных исследований ЮЗ
ГЛАВА 4. ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИЙ МОДУЛЯТОР
4.1. Оптические волокна Ю8
4.2. Экспериментальная установка Ш
4.3. Результаты экспериментальных исследований
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Быстрый рост новейших систем связи и информатики с использованием оптических линий связи требует развития и совершенствования оборудования линейных трактов волоконно-оптических систем передачи (ВОСП).
Важное значение в процессе передачи информации по волоконно-оптическим линиям связи (ВОЛС) имеет процесс модуляции. Электрооптические модуляторы являются устройствами оптического тракта, позволяющими создавать телекоммуникационные системы, работающие на значительные расстояния. Разработка и исследование электрооптических модуляторов интенсивно велась в предыдущие годы и успешно осуществляется и в настоящее время. Но существует ряд проблем, которые затрудняют полноценное использование электрооптических модуляторов в ВОСП. Поэтому требуются дальнейшие исследования, позволяющие создавать качественные, высокоскоростные . системы телекоммуникаций, в состав которых входят экономичные, быстродействующие и надежные устройства.
В связи с вышеизложенным, направление работ, выполненных автором диссертации является актуальным.
Безусловно, работа в этой актуальной области не могла происходить в изоляции от работ других авторов. Необходимые ссылки на работы других авторов, выполненные в тех же областях исследований, приводятся в соответствующих главах диссертации.
Для реализации поставленной задачи были проведены исследования закономерностей протекания ряда процессов в электрооптических модуляторах на основе кристаллов ниобата лития, на базе п-р-п перехода германиевого транзистора и волоконно-оптического модулятора на оптическом волокне, легированном хромом.
Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

Чен Датонг, Феттерман Гарольд Р., Чен Антао и др.[61] сообщают о разработке экспериментального электрооптического модулятора с шириной полосы 110 ГГц с применением полимерных материалов. Используется модулятор волноводного типа с применением гребневого оптического волокна. Рабочая длина волны -1,3мкм. Также ими описана конструкция компланарного зонда, с помощью которого модулирующий сигнал подается на вход устройства, выполненного в виде отрезка микрополосковой линии.
Сотрудники General Microwave Israel Corp. Самюэль Нопфер и Йозеф Шани [62] запатентовали усовершенствованный внешний электрооптический модулятор, обеспечивающий совпадение скоростей радиочастотных волн и оптических волн и отличающийся наличием характеристического импеданса, равного приблизительно 50 Ом и уменьшением требуемой мощности радиочастотного сигнала.
Пеннинкс Д., Делансай Ф., Боучерез Е. и др.[63] предложили конструкцию InP/GalnAsP модулятора Маха - Цендлера на легированном эрбием волокне. Конструкция выполнена по простой схеме. Модулятор предназначен для использования в ВОЛС со скоростью передачи 10 Гбит/с в диапазоне длин волн 1530 - 1560 нм.
Рональд Исман и Майкл Монсма [64] разработали усовершенствованный волоконно-оптический модулятор, в котором возможно непрерывное изменение группового времени запаздывания высокочастотного сигнала. Используется перестраиваемый лазерный диод с модуляцией оптического сигнала по частоте высокочастотным сигналом, групповое время запаздывания которого модулируется. Оптический сигнал лазерного диода проходит через одномодовое оптическое волокно на фотодиод. С выхода фотодиода получают высокочастотный сигнал, задержанный на время прохождения оптического сигнала. Меняя частоту последнего меняют время задержки.
В связи с интенсивным развитием ВОСП постоянно повышаются требования к качеству передачи и быстродействию элементов оптического тракта. Поэто-