Способ увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи

Авторы патента:

G02B6/10 - типа оптического волновода (G02B 6/24 имеет преимущество; приборы и устройства для управления светом с помощью электрических магнитных, электромагнитных или акустических средств G02F 1/00; перенос модуляции модулированного света G02F 2/00; оптические логические элементы G02F 3/00; оптические аналого-цифровые преобразователи G02F 7/00; запоминающие устройства с использованием электрооптических элементов G11C 11/42; электрические волноводы H01P; передача информации с помощью оптических средств H04B 10/00; передающие системы H04J 14/00)

Владельцы патента RU 2264638:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Поволжская государственная академия телекоммуникаций и информатики" (RU)

Изобретение относится к волоконно-оптической технике связи и может быть использовано для увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи. Технический результат состоит в расширении области применения. Для этого в способе, заключающемся в том, что последовательно основному многомодовому оптическому волокну в линию передачи включают компенсирующее многомодовое оптическое волокно, профиль которого выбирают в зависимости от профиля основного многомодового оптического волокна, при этом глубина, ширина и форма осевого провала профиля показателя преломления компенсирующего многомодового оптического волокна выбирают так, чтобы дифференциальная модовая задержка между группами мод низшего порядка и группами мод высшего порядка в основном многомодовом оптическом и компенсирующем многомодовом оптическом волокнах имела противоположные знаки. 3 ил.

Известен способ [1-6] увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи, заключающийся в том, что к многомодовому оптическому волокну через специальное согласующее устройство подключают одномодовый источник излучения (лазер). При изготовлении многомодового оптического волокна методом MCVD, за счет особенностей технологии имеет место провал профиля показателя преломления оптического волокна по оси (фиг.1 [3]). При вводе оптического излучения одномодового источника в многомодовое волокно с таким профилем в таком волокне распространяются две группы мод: моды низшего порядка и моды высшего порядка, в которых скорости распространения мод существенно различаются. Это приводит к дифференциальной модовой задержке, ограничивающей полосу пропускания. Специальное согласующее устройство обеспечивает преимущественное возбуждение мод одной группы, что в значительной мере подавляет эффект дифференциальной модовой задержки в начале линии. Однако из-за связи мод на нерегулярностях при распространении оптического излучения в многомодовом волокне происходит перераспределение мощности между модами. Как следствие, при удалении от ввода дифференциальная модовая задержка снова становится существенной, что ограничивает длину многомодовой оптической линии передачи, на которой возможно увеличение полосы пропускания данным способом.

Известен способ [7] увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи, заключающийся в том, что последовательно основному многомодовому оптическому волокну в линии передачи включают компенсирующее многомодовое оптическое волокно, профиль которого, а именно параметр альфа степенного профиля, выбирается так, чтобы модовая дисперсия компенсирующего многомодового оптического волокна на заданной длине волны имела знак, противоположный дисперсии основного многомодового оптического волокна, что обеспечивает компенсацию дисперсии многомодовой волоконно-оптической линии передачи и тем самым увеличение ее полосы пропускания. Данный способ касается волокон с идеальным монотонным профилем без провала по оси, который хорошо описывается степенной функцией. Оптимальный профиль многомодового оптического волокна - параболический. Соответственно, выбор профиля компенсирующего волокна сводится к выбору параметра альфа (степени) степенного профиля. Примеры профилей компенсирующего волокна приведены на фиг.2 [7]. Поскольку данный способ не учитывает осевого провала профиля показателя преломления многомодового оптического волокна, то он не применим для компенсации дифференциальной модовой задержки, имеющей место при вводе оптического излучения от одномодового источника. А поскольку в многомодовых оптических волокнах с осевым провалом профиля показателя преломления при одномодовом возбуждении полоса пропускания ограничивается в первую очередь дифференциальной модовой задержкой, то он не применим для многомодовых линий передачи с такими волокнами.

Сущностью предлагаемого изобретения является расширение области применения.

Эта сущность достигается тем, что, согласно способа увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи, заключающегося в том, что последовательно основному многомодовому оптическому волокну в линии передачи включают компенсирующее многомодовое оптическое волокно, профиль которого выбирается в зависимости от профиля основного многомодового оптического волокна, при этом глубина, ширина и форма осевого провала профиля показателя преломления компенсирующего многомодового оптического волокна выбирается так, чтобы дифференциальная модовая задержка между группами мод низшего порядка и группами мод высшего порядка в основном многомодовом оптическом волокне и компенсирующем многомодовом оптическом волокне имела противоположные знаки.

На фиг.1 показан профиль показателя преломления многомодового оптического волокна изготовленного по технологии MCVD; на фиг.2 - примеры степенных профилей показателя преломления многомодового оптического волокна; на фиг.3 представлена структурная схема устройства для реализации заявляемого способа.

Устройство содержит основное многомодовое оптическое волокно 1 линии передачи 2, которое последовательно соединено с компенсирующим многомодовым оптическим волокном 3.

Устройство работает следующим образом.

Соотношение между скоростями распространения группы мод низшего порядка и скоростями распространения группы мод высшего порядка в многомодовом оптическом волокне с провалом профиля показателя преломления по оси зависит от параметров провала профиля, его глубины, ширины и формы. Для одних значений параметров быстрее распространяются низшие моды, для других - высшие. Соответственно, выбирая параметры провала профиля показателя многомодового оптического волокна можно добиться заданного соотношения между скоростями распространения группы мод низшего порядка и группы мод высшего порядка. Параметры профиля показателя преломления компенсирующего волокна, а именно глубину, ширину и форму осевого провала выбирают так, чтобы дифференциальная модовая задержка компенсирующего волокна была противоположна по знаку дифференциальной модовой задержке основного волокна, что обеспечивает уменьшение (компенсацию) дифференциальной модовой задержки в последовательном соединении таких волокон. Таким образом, в многомодовой волоконно-оптической линии передачи 2, в которой последовательно соединены основное и компенсирующее волокна и профиль компенсирующего волокна выбран согласно данному способу, за счет компенсации дифференциальной модовой задержки увеличивается полоса пропускания линии передачи.

Поскольку данный способ предусматривает компенсацию дифференциальной модовой задержки, он может быть использован для увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи с многомодовыми оптическими волокнами, профиль которых имеет провал по оси, что расширяет его область применения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Duser M., Bayvel P. 2.5 Gbit/s transmission over 4.5 km of 62.5 am multimode fiber using centre launch technique. - Electronics letters, Vol.36, No1, 2000.

2. Hackert M.J. Characterizing multimode fiber bandwidth for Gigabit Ethernet applications. - Coming, WP 4062, august, 2001.

3. US 4723828.

4. US 6580543.

5. US 6556329 В1.

6. СА 2388997.

7. WO 9922471.

Способ увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи, заключающийся в том, что последовательно с основным многомодовым оптическим волокном в линии передачи включают компенсирующее многомодовое оптическое волокно, профиль которого выбирают в зависимости от профиля основного многомодового оптического волокна, отличающийся тем, что глубину, ширину и форму осевого провала профиля показателя преломления компенсирующего многомодового оптического волокна выбирают так, чтобы дифференциальная модовая задержка между группами мод низшего порядка и группами мод высшего порядка в основном многомодовом оптическом и компенсирующем многомодовом оптическом волокнах имела противоположные знаки.

Изобретение относится к устройствам для считывания информации, например к устройствам для считывания информации с перемещаемых бумажных или пластиковых носителей, таких как банкноты, пластиковые карты.

Волокно на основе фотонного кристалла и способ его изготовления // 2226705

Изобретение относится к оптоволоконной технике и может быть использовано в оптических усилителях, лазерах, спектральных фильтрах, газовых датчиках и телекоммуникационных сетях.

Способ и аппарат для оптического стимулирования химических реакций // 2210022

Изобретение относится к области электротехники, а именно к способам активации химических реакций с помощью оптического излучения. .

Многоканальный оптический волновод (варианты) // 2200969

Изобретение относится к области оптических технологий и предназначено для научных исследований и технического применения в нелинейной оптике, в оптической метрологии, в спектроскопии, в волоконной оптике и в передаче информации, в медицинской оптике, в микроскопии, в физике фотонных кристаллов, в фотохимии.

Одномодовый оптический волновод с большой эффективной площадью // 2172505

Изобретение относится к одномодовому оптическому волноводному волокну с большой эффективной площадью (Аэфф) для техники связи. .

Способ увеличения эффективности оптоэлектронного цифроаналогового линейного преобразования сигналов // 2154291

Изобретение относится к области оптоэлектронной информационной техники и может быть использовано для построения систем отображения информации. .

Способ переключения, управления, усиления и модуляции оптических излучений в квадратично-нелинейных туннельно- связанных волноводах (варианты) // 2153695

Изобретение относится к области нелинейной волоконной и интегральной оптики, а точнее к области полностью оптических переключателей и оптических транзисторов. .

Способ переключения, усиления и модуляции однонаправленных распределенно-связанных солитонов ортогональных поляризаций // 2153694

Способ воспроизведения изображения плоским экраном // 2146382

Волоконный конвертер диаметра поля моды и способ его изготовления // 2113001

Изобретение относится к волоконной оптике и промышленно применимо в волоконных коллиматорах излучения, устройствах стыковки волоконных световодов, спектральных фильтрах, оптических изоляторах и датчиках физических величин.

Оптический аттенюатор // 2279700

Изобретение относится к оптическому аттенюатору, используемому для ослабления оптических сигналов в области оптических коммуникаций, оптических измерений и т.п

Устройство для считывания графической и текстовой информации // 2305865

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для считывания графической и текстовой информации, например паспортно-визовых документов на контрольно-пропускных пограничных пунктах, в местах таможенного контроля аэропортов, железных и автомобильных дорог

Пассивная волоконно-оптическая сеть // 2310278

Изобретение относится к области телекоммуникации, к пассивным оптическим цепям с петлевой архитектурой

Приемопередатчик для оптического устройства связи // 2311738

Изобретение относится к технике оптической связи, в частности к лазерным атмосферным системам передачи информации, и может быть использовано в качестве однопролетной беспроводной линии связи, например, для организации канала связи между двумя абонентами или между абонентом и станцией абонентского доступа

Способ увеличения полосы пропускания многомодовой волоконно-оптической линии передачи // 2350987

Планарный волновод // 2399936

Изобретение относится к планарным волноводам

Способ получения планарного волновода оксида цинка в ниобате лития // 2487084

Изобретение относится к способу получения оптических планарных волноводов в ниобате лития для интегральной и нелинейной оптики

Способ повышения плотности мощности светового излучения внутри среды // 2525674

Изобретение относится к оптике и касается способа повышения плотности мощности светового излучения внутри среды. Способ включает в себя формирование среды в виде многослойной периодической структуры, имеющей в спектре пропускания запрещенную зону, а также узкие резонансные пики полного пропускания и направление в эту среду излучения, длина волны которого совпадает с одним из резонансных пиков полного пропускания. Технический результат заключается в повышении плотности мощности излучения внутри периодической среды. 2 з.п. ф-лы, 7 ил.

Способ изготовления объемного волновода // 2531222

Изобретение относится к технологии изготовления оптических волноводов, то есть светопроводящих и светоуправляющих структур, расположенных в объеме стекла. Техническим результатом изобретения является увеличение различия в показателях преломления сердцевина-оболочка и уменьшение потерь, передаваемых по волноводу, оптического сигнала. Способ изготовления объемного волновода включает перемещение сфокусированного лазерного пучка относительно пластины или пластины относительно сфокусированного лазерного пучка до окончания формирования волновода и последующей термической обработки пластины с волноводом в печи. При этом перед формированием волновода пластину из пористого оптического материала помещают в камеру, в которой при комнатной температуре поддерживают относительную влажность воздуха не ниже 60 % и не выше 80 % в течение не менее 72 часов, но не более 96 часов. Локальное лазерное воздействие осуществляют сфокусированным пучком лазера в плоскость слоя, залегающего на глубине, равной ¼ толщины пластины, с плотностью мощности не ниже 1,5·104 Вт/см2 и не выше 2,5·104 Вт/см2. Перемещение сфокусированного лазерного пучка относительно пластины или пластины относительно сфокусированного лазерного пучка осуществляют со скоростью не менее 3 мкм/с, но не более 20 мкм/с многократно до образования волновода. Затем пластину с волноводом подвергают термической обработке при температуре не ниже 870°C, но не выше 890°C в течение не менее 10 минут и не более 20 минут, причем нагрев пластины с волноводом до температуры не выше 140°C осуществляют со скоростью не более 5°C/мин, охлаждают пластину с волноводом, после термической обработки, отключением печи. 15 ил.

Способ выделения части сигнала с максимальным значением интенсивности // 2554286

Изобретение относится к области оптической локации и лазерной техники. Способ выделения части сигнала с максимальным значением интенсивности включает использование целого числа пар, состоящих из нулевого и первого туннельно-связанных нелинейно-оптических волноводов (ТСНОВ). На длине каждых ТСНОВ укладывается нечетное или четное число перекачек мощности излучения при малых входных интенсивностях, когда влиянием оптической нелинейности на процесс перекачки мощности можно пренебречь. При этом вводят сигнал с малыми и большими значениями интенсивности, влияющими вследствие нелинейности на процесс перекачки, в нулевой волновод ТСНОВ, и излучение с выхода соответственно нулевого или первого волновода ТСНОВ подают в нулевой волновод следующей пары ТСНОВ. Параметры всех ТСНОВ и диапазон интенсивности входного сигнала на входе нулевого волновода каждых ТСНОВ подобраны так, что сигнал с большим значением интенсивности выходит соответственно из нулевого волновода, при нечетном числе перекачек для малых входных интенсивностей на длине этих ТСНОВ, или из первого волновода этих ТСНОВ, при четном числе перекачек для малых входных интенсивностей на длине этих ТСНОВ. Технический результат - обеспечение выделения части сигнала с максимальным значением интенсивности оптическими средствами. 11 з.п. ф-лы, 6 ил.