Волновые конверторы

В рамках концепции оптических сетей волновой конвертор (транспондер) осуществляет чисто оптическое преобразование длины волны сигнала в другую длину волны. Принцип действия такого преобразования, также известного как λ-конверсия, основанный на эффектах нелинейного взаимодействия начального оптического сигнала со специальным сигналом от лазера накачки, в результате чего образуется излучение новой длины волны [30]. Преобразование полностью прозрачное по отношению к частоте модуляции и в отличии от оптоэлектронных преобразований не вносит задержки и способно работать до очень высоких частот модуляции (10 Гбит / с и выше). В перспективе ожидается появление волновых конвертеров, осуществляют одновременное преобразование длин волн сразу нескольких входных сигналов, причем в рамках широкого волнового диапазона и с малыми шумами, вносятся.

Один из методов волновой λ-конверсии основано на использовании фероелектричного кристалла, внутри которого создаются условия для нелинейной оптической взаимодействия (рис.9.2, а). Периодическая структура с изменением направлений поляризаций, что повторяется по очереди, увеличивает эффективность волнового преобразования. При одновременном распространении сигнала и сигнала от лазера накачки происходит генерация света на частоте, равной разности частоты волны накачки и частоты входного сигнала, то есть выполняется закон сохранения энергии:

,

где λS – длина волны первичного сигнала; λр – длина волны накачивания; λС – превращение длины волны.

На рис. 9.2, б показан пример экспериментальных профилей мощности входного ( ) и входного ( ) сигналов при длине волны накачки , полученных с использованием такой структуры. Основные технические параметры системы: мощность лазера 10 мВт; диапазон длин волн лазера накачки - 100 нм; полная длина кристаллической структуры 10 мм.

В качестве нелинейной среды в противном случае используется волокно с нулевой смещенной диспересиею DSF длиной 2 км. Нелинейный эффект, что приводит к генерированию новой длины волны, получаемый путем волнового смешивания, причем

закон сохранения энергии записывается в виде: (використовуються попередні позначення).

а) б)

Рисунок 9.2 - Схема и профили мощности волнового конвертора:

а) схема волнового конвертора с периодической фероелектричною структурой; б) профили мощности входного и выходного сигналов (по материалам фирмы OKI Electric Industry)

Разумеется, наибольшая эффективность достигается в окрестности точки нулевой дисперсии, где значительно возрастает сечение доменов волнового смешивания. В связи с этим длину волны лазера накачки следует выбирать как можно ближе к длине волны нулевой дисперсии волокна DSF.