913 resultados para optical amplifier
Resumo:
This thesis presents experimental investigation of different effects/techniques that can be used to upgrade legacy WDM communication systems. The main issue in upgrading legacy systems is that the fundamental setup, including components settings such as EDFA gains, does not need to be altered thus the improvement must be carried out at the network terminal. A general introduction to optical fibre communications is given at the beginning, including optical communication components and system impairments. Experimental techniques for performing laboratory optical transmission experiments are presented before the experimental work of this thesis. These techniques include optical transmitter and receiver designs as well as the design and operation of the recirculating loop. The main experimental work includes three different studies. The first study involves a development of line monitoring equipment that can be reliably used to monitor the performance of optically amplified long-haul undersea systems. This equipment can provide instant finding of the fault locations along the legacy communication link which in tum enables rapid repair execution to be performed hence upgrading the legacy system. The second study investigates the effect of changing the number of transmitted 1s and Os on the performance of WDM system. This effect can, in reality, be seen in some coding systems, e.g. forward-error correction (FEC) technique, where the proportion of the 1s and Os are changed at the transmitter by adding extra bits to the original bit sequence. The final study presents transmission results after all-optical format conversion from NRZ to CSRZ and from RZ to CSRZ using semiconductor optical amplifier in nonlinear optical loop mirror (SOA-NOLM). This study is mainly based on the fact that the use of all-optical processing, including format conversion, has become attractive for the future data networks that are proposed to be all-optical. The feasibility of the SOA-NOLM device for converting single and WDM signals is described. The optical conversion bandwidth and its limitations for WDM conversion are also investigated. All studies of this thesis employ 10Gbit/s single or WDM signals being transmitted over dispersion managed fibre span in the recirculating loop. The fibre span is composed of single-mode fibres (SMF) whose losses and dispersion are compensated using erbium-doped fibre amplifiers (EDFAs) and dispersion compensating fibres (DCFs), respectively. Different configurations of the fibre span are presented in different parts.
Resumo:
This letter compares two nonlinear media for simultaneous carrier recovery and generation of frequency symmetric signals from a 42.7-Gb/s nonreturn-to-zero binary phase-shift-keyed input by exploiting four-wave mixing in a semiconductor optical amplifier and a highly nonlinear optical fiber for use in a phase-sensitive amplifier.
Resumo:
With the rebirth of coherent detection, various algorithms have come forth to alleviate phase noise, one of the main impairments for coherent receivers. These algorithms provide stable compensation, however they limit the DSP. With this key issue in mind, Fabry Perot filter based self coherent optical OFDM was analyzed which does not require phase noise compensation reducing the complexity in DSP at low OSNR. However, the performance of such a receiver is limited due to ASE noise at the carrier wavelength, especially since an optical amplifier is typically employed with the filter to ensure sufficient carrier power. Subsequently, the use of an injection-locked laser (ILL) to retrieve the frequency and phase information from the extracted carrier without the use of an amplifier was recently proposed. In ILL based system, an optical carrier is sent along with the OFDM signal in the transmitter. At the receiver, the carrier is extracted from the OFDM signal using a Fabry-Perot tunable filter and an ILL is used to significantly amplify the carrier and reduce intensity and phase noise. In contrast to CO-OFDM, such a system supports low-cost broad linewidth lasers and benefits with lower complexity in the DSP as no carrier frequency estimation and correction along with phase noise compensation is required.
Resumo:
Polymer composites are one of the most attractive near-term means to exploit the unique properties of carbon nanotubes and graphene. This is particularly true for composites aimed at electronics and photonics, where a number of promising applications have already been demonstrated. One such example is nanotube-based saturable absorbers. These can be used as all-optical switches, optical amplifier noise suppressors, or mode-lockers to generate ultrashort laser pulses. Here, we review various aspects of fabrication, characterization, device implementation and operation of nanotube-polymer composites to be used in photonic applications. We also summarize recent results on graphene-based saturable absorbers for ultrafast lasers.
Resumo:
A tunable multiwavelength fiber laser with ultra-narrow wavelength spacing and large wavelength number using a semiconductor optical amplifier (SOA) has been demonstrated. Intensity-dependent transmission induced by nonlinear polarization rotation in the SOA accounts for stable multiwavelength operation with wavelength spacing less than the homogenous broadening linewidth of the SOA. Stable multiwavelength lasing with wavelength spacing as small as 0.08 nm and wavelength number up to 126 is achieved at room temperature. Moreover, wavelength tuning of 20.2 nm is implemented via polarization tuning.
Resumo:
A novel time-division-multiplexed Bragg grating interrogation system is presented, utilising a semiconductor optical amplifier within a resonating cavity. Without fast electronics, closely spaced low reflectivity gratings are interrogated with high signal power and low noise.
Resumo:
The first resonant-cavity time-division-multiplexed (TDM) fiber Bragg grating sensor interrogation system is reported. This novel design uses a pulsed semiconductor optical amplifier in a cyclic manner to function as the optical source, amplifier, and modulator. Compatible with a range of standard wavelength detection techniques, this optically gated TDM system allows interrogation of low reflectivity "commodity" sensors spaced just 2 m apart, using a single active component. Results demonstrate an exceptional optical signal-to-noise ratio of 36 dB, a peak signal power of over +7 dBm, and no measurable crosstalk between sensors. Temperature tuning shows that the system is fully stable with a highly linear response. © 2004 IEEE.
Resumo:
A tunable multiwavelength fiber laser with ultra-narrow wavelength spacing and large wavelength number using a semiconductor optical amplifier (SOA) has been demonstrated. Intensity-dependent transmission induced by nonlinear polarization rotation in the SOA accounts for stable multiwavelength operation with wavelength spacing less than the homogenous broadening linewidth of the SOA. Stable multiwavelength lasing with wavelength spacing as small as 0.08 nm and wavelength number up to 126 is achieved at room temperature. Moreover, wavelength tuning of 20.2 nm is implemented via polarization tuning.
Resumo:
With the rebirth of coherent detection, various algorithms have come forth to alleviate phase noise, one of the main impairments for coherent receivers. These algorithms provide stable compensation, however they limit the DSP. With this key issue in mind, Fabry Perot filter based self coherent optical OFDM was analyzed which does not require phase noise compensation reducing the complexity in DSP at low OSNR. However, the performance of such a receiver is limited due to ASE noise at the carrier wavelength, especially since an optical amplifier is typically employed with the filter to ensure sufficient carrier power. Subsequently, the use of an injection-locked laser (ILL) to retrieve the frequency and phase information from the extracted carrier without the use of an amplifier was recently proposed. In ILL based system, an optical carrier is sent along with the OFDM signal in the transmitter. At the receiver, the carrier is extracted from the OFDM signal using a Fabry-Perot tunable filter and an ILL is used to significantly amplify the carrier and reduce intensity and phase noise. In contrast to CO-OFDM, such a system supports low-cost broad linewidth lasers and benefits with lower complexity in the DSP as no carrier frequency estimation and correction along with phase noise compensation is required.
Resumo:
Les systèmes de communication optique avec des formats de modulation avancés sont actuellement l’un des sujets de recherche les plus importants dans le domaine de communication optique. Cette recherche est stimulée par les exigences pour des débits de transmission de donnée plus élevés. Dans cette thèse, on examinera les techniques efficaces pour la modulation avancée avec une détection cohérente, et multiplexage par répartition en fréquence orthogonale (OFDM) et multiples tonalités discrètes (DMT) pour la détection directe et la détection cohérente afin d’améliorer la performance de réseaux optiques. Dans la première partie, nous examinons la rétropropagation avec filtre numérique (DFBP) comme une simple technique d’atténuation de nonlinéarité d’amplificateur optique semiconducteur (SOA) dans le système de détection cohérente. Pour la première fois, nous démontrons expérimentalement l’efficacité de DFBP pour compenser les nonlinéarités générées par SOA dans un système de détection cohérente porteur unique 16-QAM. Nous comparons la performance de DFBP avec la méthode de Runge-Kutta quatrième ordre. Nous examinons la sensibilité de performance de DFBP par rapport à ses paramètres. Par la suite, nous proposons une nouvelle méthode d’estimation de paramètre pour DFBP. Finalement, nous démontrons la transmission de signaux de 16-QAM aux taux de 22 Gbaud sur 80km de fibre optique avec la technique d’estimation de paramètre proposée pour DFBP. Dans la deuxième partie, nous nous concentrons sur les techniques afin d’améliorer la performance des systèmes OFDM optiques en examinent OFDM optiques cohérente (CO-OFDM) ainsi que OFDM optiques détection directe (DDO-OFDM). Premièrement, nous proposons une combinaison de coupure et prédistorsion pour compenser les distorsions nonlinéaires d’émetteur de CO-OFDM. Nous utilisons une interpolation linéaire par morceaux (PLI) pour charactériser la nonlinéarité d’émetteur. Dans l’émetteur nous utilisons l’inverse de l’estimation de PLI pour compenser les nonlinéarités induites à l’émetteur de CO-OFDM. Deuxièmement, nous concevons des constellations irrégulières optimisées pour les systèmes DDO-OFDM courte distance en considérant deux modèles de bruit de canal. Nous démontrons expérimentalement 100Gb/s+ OFDM/DMT avec la détection directe en utilisant les constellations QAM optimisées. Dans la troisième partie, nous proposons une architecture réseaux optiques passifs (PON) avec DDO-OFDM pour la liaison descendante et CO-OFDM pour la liaison montante. Nous examinons deux scénarios pour l’allocations de fréquence et le format de modulation des signaux. Nous identifions la détérioration limitante principale du PON bidirectionnelle et offrons des solutions pour minimiser ses effets.
Resumo:
Avec l’avènement des objets connectés, la bande passante nécessaire dépasse la capacité des interconnections électriques et interface sans fils dans les réseaux d’accès mais aussi dans les réseaux coeurs. Des systèmes photoniques haute capacité situés dans les réseaux d’accès utilisant la technologie radio sur fibre systèmes ont été proposés comme solution dans les réseaux sans fil de 5e générations. Afin de maximiser l’utilisation des ressources des serveurs et des ressources réseau, le cloud computing et des services de stockage sont en cours de déploiement. De cette manière, les ressources centralisées pourraient être diffusées de façon dynamique comme l’utilisateur final le souhaite. Chaque échange nécessitant une synchronisation entre le serveur et son infrastructure, une couche physique optique permet au cloud de supporter la virtualisation des réseaux et de les définir de façon logicielle. Les amplificateurs à semi-conducteurs réflectifs (RSOA) sont une technologie clé au niveau des ONU(unité de communications optiques) dans les réseaux d’accès passif (PON) à fibres. Nous examinons ici la possibilité d’utiliser un RSOA et la technologie radio sur fibre pour transporter des signaux sans fil ainsi qu’un signal numérique sur un PON. La radio sur fibres peut être facilement réalisée grâce à l’insensibilité a la longueur d’onde du RSOA. Le choix de la longueur d’onde pour la couche physique est cependant choisi dans les couches 2/3 du modèle OSI. Les interactions entre la couche physique et la commutation de réseaux peuvent être faites par l’ajout d’un contrôleur SDN pour inclure des gestionnaires de couches optiques. La virtualisation réseau pourrait ainsi bénéficier d’une couche optique flexible grâce des ressources réseau dynamique et adaptée. Dans ce mémoire, nous étudions un système disposant d’une couche physique optique basé sur un RSOA. Celle-ci nous permet de façon simultanée un envoi de signaux sans fil et le transport de signaux numérique au format modulation tout ou rien (OOK) dans un système WDM(multiplexage en longueur d’onde)-PON. Le RSOA a été caractérisé pour montrer sa capacité à gérer une plage dynamique élevée du signal sans fil analogique. Ensuite, les signaux RF et IF du système de fibres sont comparés avec ses avantages et ses inconvénients. Finalement, nous réalisons de façon expérimentale une liaison point à point WDM utilisant la transmission en duplex intégral d’un signal wifi analogique ainsi qu’un signal descendant au format OOK. En introduisant deux mélangeurs RF dans la liaison montante, nous avons résolu le problème d’incompatibilité avec le système sans fil basé sur le TDD (multiplexage en temps duplexé).
Resumo:
Dissertação de mest. em Engenharia de Sistemas e Computação, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2002
Resumo:
A Nd:glass regenerative amplifier has been set up to generate the pumping pulse with variable pulse width for an optical parametric chirped-pulse amplification (OPCPA) laser system. Each pulse of the pulse train from a cw self-mode-locking femtosecond Ti:sapphire oscillator is stretched to approximate to300 ps at 1062 nm to be split equally and injected into a nonlinear crystal and the Nd:glass regenerative amplifier, as the chirped signal pulse train and the seed pulse train of the pumping laser system, respectively. By adjusting the cavity length of the regenerative amplifier directly, the width of amplified pulse could be varied continuously from approximate to300 ps to approximate to3 ns. The chirped signal pulse for the OPCPA laser system and the seed pulse for the pumping laser system come from the same oscillator, so that the time jitter between the signal pulse and the pumping pulse in optical parametric amplification stages could be <10 ps. (C) 2003 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.
Resumo:
We build a compact high-conversion-efficiency and broadband tunable noncollinear optical parametric amplifier (OPA) in the infra-red (IR) pumped by a femtosecond Ti:sapphire CPA laser. The OPA consists of an internal seed of white-light continuum generator (WLG) and two noncollinear optical parametric amplifiers. The tunable wavelength range is from 1.2 mu m to 2.4 mu m for both signal and idle pulses. The total OPA efficiency in the last OPA stage reaches about 40% in a wider tunable spectral range (from 1.3 mu m to 1.7 mu m for signal pulse, from 1.5 mu m to 2.0 mu m for idle pulse respectively).