Электрооптические модуляторы в волоконно-оптических системах передачи
Диссертация
Предложена схема для исследования электрооптического модулятора на кристалле ниобата лития. Выявлены резонансные частоты для ряда объемных кристаллов и представлена эквивалентная схема электрооптической ячейки. Получены расчетные формулы параметров схемы замещения. Теоретические расчеты согласуются с полученными экспериментальными данными. Таким образом все полученные в диссертационной работе… Читать ещё >
Содержание
- 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
- 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
- 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 ^^
- 4. 2. Экспериментальная установка П
- 4. 3. Результаты экспериментальных исследований
Список литературы
- Проблемы и перспективы внедрения ВОСП на ЕАСС/ А. Г. Ермолов, ЕА. Заркевич, О. Н. Макеев и др.// Электросвязь 1991- № 7- С.21−23
- Palumbo Paul Carrier’s carrier to expand fiber network // Lightwave. -1996. -v.13 № 1. — C.1,25
- Philmon Earb W. Fiber-optic switched digital video networks conduct educational lessons // Lightwave 1996. — v. 13 — № 1. — C.40, 42−43,55.
- Palumbo P. Anaheim pushes Sonet/ATM fiber to the premises // Lightwave .1996.- v.13 № 1. — C. 1,28,31.
- Rausch Howard Now Japan is playing communications catch up // Pfotonics Spectra. — 1996 — v.30 — № 7. — C. 27- 28.
- Камия Такэси Прогресс в области разработки систем передачи информации со сверхвысокой скоростью // О Plus Е. 1996.- № 200 — С.112−113.
- Пат. 5 493 432 США, МКИ 6 НО 4 В10/08. Optical communication system / Yoneda К.- Fujitsu Ltd-№ 281 351- Заявл. 27.7.94- Опубл. 20.2.96- Приор. 11.1.94, № 6- 1 254 (Япония) — НКИ 359/110
- Пат. 5 432 632 США, МКИ 6 НО 4 В10/04. Optical communication system / Watanabe S. (Япония) — Fujitsu Ltd (Япония) — № 944 203- Заявл. 14.9.92- Опубл. 11.7.95- Приор. 13.9.91, № 3 -234 302- НКИ 359/191
- И.Пат. 5 434 691 США, МКИ 6 НО 4 В10/08. Communication system having optical transmission line switching system: /Jamane К. (Япония) — Fujitsu Ltd (Япония) № 342 018- Заявл. 16.11.94- Опубл. 18.7.95- Приор. 18.9.91, № 3 267 111- НКИ 359/117
- Заявка 4 421 441 ФРГ, МКИ6 Н 04 В 10/02. Optisches
- Nachrichtenubertragungsverfahren und Zwischenverstarker hierfur/ Kohn Uhich, Scheung Ernst- Ulrich, tischer Friedrich-Chistian- ANT Nachrichtentechnik GmbH.- № 44 214 413- Заявл.22.6.94- Опубл. 6.4.95
- Заявка 2 302 484 Великобритания МКИ 6Н 04 J 3/12. Transmitting channel identification in an optical TDM transmission system / King J. P.- Northern Telecom Ltd.-№ 95 123 865- Заявл. 17.6.95- Опубл. 15.1.97- НКИ H4M
- Experimentations de reseaux de distribution a fibres optiques: le projet RDFO/ Paciullo H. / Echo rech./Cent. nat. etud. telecommun 1996. — № 165 — C. l-10.
- Walko John Europeans fund all optical NET // Photonics Spectra. —1996. -v.30 — № 1. — C.56.
- Communications booming in China // Microwaves and RF.-1996.-v.35 -№ 6.-C. 21.
- Передача по оптическому волокну цифрового ТВ / Wang Jianbing, Xie Shiz hong, Sun Gchencheng и др. //Gaojishu Tungxun = High Technol. Lett.- 1996. -V.6 № 12 — C. l-4
- Высокоскоростные волоконно-оптические системы передачи со спектраль ным мультиплексированием без ретрансляторов / Fan Chongcheng, Xie Shizhong, Yang Zhixiung и др. // Gaojishu Tungxun = High Technol. Lett. -1997.-v. 7- № 1.-C.48- 52
- Концепция развития высокоскоростных ВОСП на взаимоувязанной сети связи России / Алексеев Е. Б., Заркевич Е. А., Макеев О. Н., Устинов С.А.// Электросвязь. -1996. -№ 9 С.7−9.
- Варданян В.А. Высоконадежная частично-пассивная кольцевая ВОСП с коммутацией поднесущих // Электросвязь. 1996. -№ 9 — С. 14−16.
- Пат.2 100 906 Россия, МКИ6 Н04 В 10/12. Волоконно-оптическая система с безопасной передачей информации: / Яковлев В. А., Комашинский В.В.- Воен. акад. связи. -№ 95 122 001/09- Заявл. 26.12.95- Опубл. 27.12.97, Бюл. № 36
- Sipress J.M. Advances in international communications via undersea systems // OFC'95: Opt. Fiber Commun.: Summ. Pap. Present. Conf., San Diego,
- Calif., Febr.26 March 3,1995: Conf.Ed. — Washington (D.C.), 1995. -C.120−121.
- Ryu Shiro, Takeda Noriyuki Трансокеанская волоконно-оптическая система связи с восстановлением уровня и формы огибающей сигнала // Kokusai tsushin no kenkyu = KDD R and D Kokusai tsushin no kenkyu. 1996.156. C.27−32.
- Подводная волоконно-оптическая сеть / Suyama Masuo, Harasawa Shini-chiro, Amaki Kazuya // Fujitsu. 1997. — 48 — № 5. — C.447−450.
- Хориути Юкио Волоконно-оптические системы связи, предназначенные для прокладки по дну моря и не содержащие ретрансляторов // KDD tekunikaru janaru = KDD Techn J.-1997 № 29. -C.18−20.
- Fiabilite estimation des marges et localisation des defauts dans les systemes sous-maiins: Une approche client / Pirio Francis, Gobin Francoise, Dameme Alain // Rev. lec. et electron. Onde elec.- 1997. № 5. — C.30- 33.
- Быков В.П., Колодезная Г. В. Обзор современных волоконно-оптических линий связи// Бюллетень научных сообщений. /Под ред. В. И. Строганова -Хабаровск: ДВГУПС, 1998.-№ 3-С.22~28
- Пат. 5 448 390 США, МКИ6 Н 03 S 14/02. Wavelength division multiplex both way optical communication system: / Tsuchiya Toshiyuki, Kobayashi Ikutaro,
- Tokura КоЬиу1а (Япония) — Nippon Telegraph and Telephone Corp. (Япония)-№ 181 089 -3аявл. 13.1.94- Опубл.5.9.95- Приор. 14.1.93, № 5−5 135−1. НКИ 359/132
- Topics Main Success in optical transmission with a super large capacity of 400
- GHz // Techno Jap. -1996. v.29 — № 2. — C.54.
- Рекордные скорости передачи информации достигнутые на японской фирме
- NEC // Лазер.новости.-1996.-№ 4. С.65−67.32. 10 Gbit/s repreaterless transmission over 250 km standard fibre / Pedersen R.J.S., Jorgensen B.F., Nisson M., Yongqi He // Electron. Lett.-1996.v.32 № 23. 1. C.2155.
- Unrepeatered transmission over 415 km at 2.5 Gbit/s with Raman gain and +26.5 dBm launch power / Guild K.M., Webb S.M., Sian S.S. // Electron. Lett.- 1996.-v.32, № 22.- C.2087 2088.
- Высокоскоростная система передачи информации фирмы NTT// Лазер. Новости. 1996. — № 4 — С.68−69.
- Finzel L. Schlu? mit brachliegenden Faserressourcen und kostspieligen Totalausfallen // Telcom. Rept. 1996. -v.19 — № 4. — C.42−44.
- Красюк Б.А., Корнеев Г. И. Оптические системы связи и световодные датчики. Вопросы технологии. М.: Радио и связь, 1985. — 190 с.
- Binh Le Nguyen, Chung Su-Vun Generalized approach to single-mode dispersion modified optical fiber design // Opt. Eng. -1996-V.35 № 8. -C.2250−2261.
- Пат.5 440 659 США, МКИ6 G 02 В 6/44. Method for fabricating a fiber optic cable having improved polarization mode dispersion (PMD) performance / Bergano Neal S., Kim Kwang S.- AT&T Corp. N 130 037- Заявл. 30.09.93- Опубл. 8.08.95- НКИ 385/100
- Girard A., Guertin J. Polarization-mode dispersion mandates computation and control //Lightwave. 1996.-v.13 -№ 10 — C.43,45−47.
- Dal Molin Marco, Galtarossa Andrea, Someda Garlo G. Experimental investigation of liner polarization in high-birefringence singl-mode fibers // Appl.Opt. -1997.-v.36 № 12. — C.2526−2528.
- Zhang Xiaoping, Deng Youguan Новый тип коаксиального цилиндрического оптического волновода с двойной оболочкой // Lanzhou daxue xuebao. Ziran kexue ban = J. Lanzhou univ.Natur.Sci. -1996. -v.32 № 4-C.71−76.
- Пат.5 473 720 США, МКИ6 G 02 В 6/10 Method for enhancing the pullout strength of polymer-coated optical fiber/ Ali Yussuf S., Brownlow Darryl L., Katr Howard Т.- AT&T Corp.-N 2 075 528- Заявл. 7.3.94- Опубл. 5.12.95- НКИ 385/128
- An optical fibre management system: Заявка 2 298 053 Великобритания, МКИ 6 G02 В 6/44 Daly Е, — Manorbesch LTD/ N 95 028 148- Заявл. 14.2.95- Опубл. 21.8.96- HKHG2J
- Applying particles to an external layer of resin coating of an optical fiber assembly: Заявка 2 303 806 Великобритания, МКИ 6 С 03 С 25/02/Rennie Andrew James Curley Pirelli Thomas- Pirelli General Pic. N 95 159 109- заявл.3.8.95- Опубл. 5.3.97- HKHB2L
- Варакин Л.Е., Аджемов А. С., Заркевич Е. А., Смирнов В. И. Некоторые проблемы развития сетей связи на основе оптоэлектроники и волоконной оптики // Электросвязь 1990 — № 10
- Коваленко Е.С., Мандель А. Е., Шангина Л. И. и др. Внутрирезонаторный акусто-оптический модулятор.//Сб. науч. тр: Физика и техника акустооп-тики. Томск: Изд-во ТГУ, 1989. — С.74−81
- UTP uniphase telecommunication products: High-speed 10 Gb/s fiber optic modulator.// Pfotonies Spectra. — 1996. -v.30 — № 8. -C.136.
- Tsay Wei Shin Lazer modulation offers choices for optical communications networks // Lightwave .- 1996. -v. 13 № 2. — C.61−63.
- Aoki Masahiro, Sano Hirohisa High performance modulator/ integrated light sources grown by an in-plane band-gap energy-control technique //
- OFC 95: Opt. Fiber Commun.: Summ. Pap.Present.Conf., San. Diego.,
- Cali., Febr.26 March 3, 1995: Conf.Ed. — Washington (D.C.), 1995-C.25 — 26.
- Filip Ales, Fujii Yoichi New X-cut lithium niobate optical modulator with velocity and impedance matchihg // Seisan kenkyu.= Mon.J.Inst.Ind.Sci./ Univ.Tokyo. 1996. -v.48 — № 3. — C.169−176.
- Применение кристалла магнитообата свинца для управления оптическим излучением/ Бережной А. А., Королев Ю. Г., Попов Ю. В. и др.// Опт. и спектр. 1975. -Т.38 — № 3 — С.576−578.
- Об электрострикционно-оптических свойствах сегнетоэлектриков с размытым фазовым переходом / Бережной А. А., Попов Ю. В., Шерстнева Т.Н.// ЖТФ. 1977 — Т.38 — № 1. — С. 130−133
- Бережной А.А., Фейгельс В. И. Влияние анизотропии упругих напряжений и рассходимости светового потока на электрооптические явления в кубических кристаллах класса тЗт//Опт. и спектр-1976.-Т.40 №.2. -С.329−333.
- Пат.5 533 151 США, МКИ 6 G 02 В 6/122. Active cladding optical modulator using an electrooptic polymer on an inorganic waveguide: / Leonard Jeny- Texas Instruments Inc. № 431 191- Заявл. 28.04.95- Опубл. 2.07.96−1. НКИ 385/3
- Polymer in-line fiber modulators for broadband radio-frequency optical links / Hamilton S.A., Yankelevich D.R., Knoesen A. // J. Opt. Soc. Amer. B. 1998 -v. 15 — № 2. — C.740−750.
- Заявка 4 431 589 ФРГ, МКИ6 G 02 F 1/00. Integriertoptischer Einseitenbandmoldulator fur Mikrowellenfrequenzen / Stolte Ralf- Deutsche Telecom AG № 44 315 899- Заявл. 5.09.94- Опубл.7.03.96
- Demonstration of 110 GGz electrooptic polymer Modulators /Chen Datong, Fet-terman Harold R., Chen Antao, Steier William H., Dalton Larry R., Wang We-shen, Shi Yongqiang // Appl. Phys. Lett. 1997 — v.7 — № 25 — C.3335−3337.
- Пат. 5 455 876 США, МКИ6 G 02 В 6/12. High-speed external integrated optical modulator / Hopfer Samuel, Shani Yosef- General Microwave Israel Corp. -№ 274 313- Заявл. 13.07.94- Опубл. 3.10.95- НКИ 385/2
- Пат. 5 526 170 США, МКИ6 G02B 6 / 26 Fiber optic continuous true time-delay modulator / Esman Ronald D., Monsma Michael J.- USA Secretary of the Navy. № 102 934- Заявл. 6.08.93- Опубл. 11.06.96- НКИ 359/279
- Колодезная Г. В. Современные электрооптические модуляторы, применяемые в ВОСП //Научно-технические и экономические проблемы транспорта: Материалы 58-й научной конференции творческой молодежи., 12−14 апреля 2000 -Хабаровск: ДВГУПС, 2000 -С.84−87
- Кузьминов Ю.С. Электрооптический и нелинейнооптический кристалл ниобата лития М.: Наука, 1987- 264 с.
- Мустель Е.Р., Парыгин В. Н. Методы модуляции и сканирования света М.: Наука, 1970 -295 с.
- Ганс Георг Унгер. Оптическая связь: Пер. с нем./Под ред. Н. А. Семёнова,-М.:СвязьД979 264 с.
- Ярив А. Введение в оптическую электронику. М.: Высшая школа, 1983.
- Катыс Г. П. и др. Модуляция и отклонение оптического излучения/ Г. П. Ка тыс, Н. В. Кравцов, Л. Е. Чирков М.: Наука, 1967. — 176 с.
- Сонин А.С., Василевская А. С. Электрооптические кристаллы М.: Атомиз-дат, 1971. — 237 с.
- Сиротин Ю.И., Шаскольская М. П. Основы кристаллофизики М.: Наука, 1979. — 639 с.
- Kaminov I.P., Sharpless W.M. Performance ofLiTa03 and ЫЬТЬОз light mod-lators at 4 Ge/sec // Appl. Optics 1964.-v.6.-№ 2 — C.270
- Кузьминов Ю.С. Ниобат и танталат лития материалы для нелинейной оптики — М.: Наука, 1975. -224. с.
- Кузьминов Ю.С. Сегнетоэлектрические кристаллы для управления лазерным излучением М.: Наука, 1984. — 400 с.
- Савин Е.З., Колодезная Г. В. Преобразователь частоты на основе кристалла ниобата лития// Нелинейные процессы в оптике: Межвуз.сб. научн.тр. / Под ред. В. И. Строганова Хабаровск: ДВГУПС, 1999- С.57−69
- Savin Е., Kolodeznaya G. The converter of frequency on a basis crystal LiNb03// Third International Students' Congress of the Asia-Pacific Region Countries: Young People & scientific-technical progress., 26−29 October -Vladivostok, 1999. C.170−171
- Барабаш П.А., Крупицкий Э. И. Волоконно-оптические системы связи Л.:1. ЛЭИС, 1982.-С.20−28
- Бондаренко B.C. и др. Акустооптические модуляторы света/ B.C. Бондарен ко, В. П. Зоренко, В. В. Чкалова М.: Радио и связь, 1988 — 134 с.
- Краковский В.А. Возбуждение объемных упругих волн с поверхности пъезокристаллов симметрии Зт// Изв. вузов.Физика. 1997. — № 5. -С.27−34
- Модуляция и преобразование света в кристаллах ниобата лития с регуляр ной доменной структурой / Блистанов A.A., Данилов A.A., Родионов Д. А. и др. // Квантовая электроника. 1986. — т. 13. — № 12.- С. 2536−2538.
- Колодезная Г. В., Савин Е. З. Особенности преобразования частоты в кристалле ниобата лития // Оптика 99: Международная конференция молодых ученых и специалистов: Тезисы докладов. Санкт-Петербург, 19−21 октября 1999. С-П6.Д999.-С.71
- Колодезная Г. В. Электрооптические преобразователи нового типа //Повышение эффективности работы железнодорожного транспорта Сибири и Дальнего Востока: Сборник международной практической конференции, Октябрь 20−23, 1999 Хабаровск: ДВГУПС -1999 .-С.43
- Домаркас В.И., Кажис Р.-И. Ю. Контрольно-измерительные пьезоэлектрические преобразователи. -Вильнюс: Минтис, 1975. 255 с.
- Акустические кристаллы./ Под ред. М. П. Шаскольской. М.: Наука, 1 986 632 с.
- Волькенпггейн Ф.Ф. Электроны и кристаллы. М.: Наука, 1983.-128 с.
- Можен Ж. Механика электромагнитных сплошных сред М.: Мир, 1991 .559 с.
- Колодезная Г. В., Ливашвили А. И., Савин Е. З. Амплитудная электрооптическая модуляция в кристалле ниобата лития (метод связанных мод)
- Бюллетень научных сообщений/ Под ред. В.И.Строганова-Хабаровск: ДВГУПС, 2000.-№ 5.
- Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах М.: Мир, 1987.
- Ансельм А.И. Введение в теорию полупроводников М.: Наука, 1978−615с.
- Блатт Ф. Физика электронной проводимости в твердых телах М.: Мир, 1971.-470 с.
- Савин Е.З., Колодезная Г. В. Электрооптический модулятор на базе р-n пер-хода германиевого транзистора. // Нелинейные процессы в оптике: Межвуз. сб. научн. тр./ ДВГУПС, Хабаровск: ДВГУПС, 1999. — С. 19−23
- Самоуправляемые оптические элементы для оптической обработки инфо-мации и BOJIC./Кашерининов П.Г., Кичаев А. В., Перепелицын Ю. Н. и др. // Электросвязь. -1990. № 10. — С. 37−39.
- Nelson D.F., Reinhart R.K. LightModulation by Electrooptical Effect in Re verse-biased GaP p-n Junction // Appl. Phys. Lett.-1964.-v.5.-№l. -P.48
- Fenner G.E. Internal Frequency of FaAs Junction Laser by Changing the Index of Refraction through Electron Ingection // Appl. Phys. Lett.-1964.-v.5. -P.198
- Вавилов B.C., Брицын К. И. Влияние сильного электрического поля на поглощение света кремнием // Физика твердого тела.-1960.-т.2.
- Брицын К.И., Вавилов B.C. Влияние электрического поля высокой частоты на край основной полосы оптического поглощения кремния // Физика твердого тела.-1961.-т.З.-С.746
- Williams R. Electrical Field Inducad Light Absorption in CdS // Phys. Rev. -1960.-v.117.-P.1 487 101 .Moss T.S. Optical Absorption Edge in GaAs and Its Dependen on Electrical Field//J. Appl. Phys.-1961.-v.32.-P.2136
- Хараьсгер температурной зависимости КПД генерации эрбиевых лазерных стекол и механизм влияния сенсибилизаторов на него /Б.И. Галаган, Ю. К. Данилейко, Б. И. Денкер и др.// Квантовая электроника 1998 .- Т.25-№ 4 -С.234 — 236.
- Ю5.Пат. 2 015 125 Россия, С 03 С 13/04.0птическое волокно/Джоджо Грассо, Альдо Риггети, Флавио Фонтана (Италия) — Сочиета Кави Пирелли С.п.А. (Италия). № 4 831 521/33- Заявлено 29.10.90- 0публ.30.06.94, Бюл.№ 11,Приоритет 30.10.89, № 22 197А/89 (Италия). — 5 с.
- Ионы Сг4± новый эффективный сенсибилизатор для лазерных материалов на длины волн 1,5−3 мкм, активированных ионами Er3+, Tm3+, Но3+, Dy3"1"/ Е. В. Жариков, С. П. Калитин, Ю. М. Папин и др.// Квантовая электроника.-1994.- Т.21-№ 11- с.1305−1036.
- Методы сглаживания спектра усиления эрбиевых волоконных усилителей / Е. М. Дианов, В. И. Карпов, А. С. Курков и др.// Квантовая электроника -1996 т.23 — № 12 — С. 1059−1064.
- А.М.Василевский и др. Оптическая электроника./ А. М. Василевский, М. А. Кропоткин, В. В. Тихонов.- Л.:Энергоатомиздат., 1990.-С.176.
- Савин Е.З., Колодезная Г. В. Волоконно-оптический модулятор. // Бюллетень научных сообщений/ Под. Ред.В. И. Строганова. Хабаровск. ДВГУПС, 1999 — № 4. — С.85−89
- Колодезная Г. В., Савин Е. З., Кваша Н. В. и др. Волоконно-оптический лазер // Нелинейная оптика: Сб.научн. тр./ Под ред. В. И. Строганова -Хабаровск: ДВГУПС, 2000. -С.57−69.
- АгравалГ. Нелинейная волоконная оптика.-М: Мир, 1996.-323 с.