Нелінійно-оптичне підсилення світла на фоні стоксового шуму в кварцових волокнах
Дата
2017
Автори
Дирів Михайло Ярославович
Назва журналу
ISSN журналу
Назва тому
Видавець
Анотація
Результати дисертації завдяки своїй науковій новизні вирішують актуальну проблему синтезу та оптимізації робочої смуги ВКР підсилювачів на різних типах одномодових волокон, зокрема в роботі вперше отримано аналітичний вираз для коефіцієнта ВКР підсилення у волокні з компенсованою дисперсією на основі суперпозиції всього 7-ми спектральних гаусових компонент. Показано, що вплив дисперсії оптичних втрат на миттєву смугу підсилення призводить до суттєвих поправок в смузі підсилення, а саме від 0,9 до 2,6 ТГц в залежності від типу волокна. Запропоновано нову методику моделювання та оптимізації смуги повного підсилення світлового сигналу на основі чисельного інтегрування системи зв’язаних диференціальних рівнянь; показана можливість синтезу розширеної смуги підсилення до 100 нм зі зменшеними як нерівномірністю підсилення до 0,7 дБ, так і сумарною потужністю накачування.
За даними експериментальних досліджень встановлено, що підсилення оптичного сигналу при вимушеному комбінаційному розсіюванні на 50-ти кілометровій ділянці одномодового кварцового волокна в 2-3 рази більше за стоксове ПСВ. Показано, що максимум профілю ВКР підсилення для оптичного шуму не перевищує 60 % відповідного максимуму коефіцієнта підсилення когерентного сигналу. Експериментально доведено, що реальний коефіцієнт шуму ВКР підсилювача може бути меншим 3 дБ в широкому діапазоні довжин хвиль (до 100 нм) при потужності помпування в кілька сотень міліват.
Показано, що при розширенні смуги підсилення понад 10 ТГц дисперсія оптичних втрат одномодових кварцових волокон відіграє суттєву роль та приводить до значного зменшення розрахункової смуги підсилення, що перекриває телекомунікаційні вікна прозорості S+C+L: для типового волокна SMF – ширина миттєвої смуги підсилення зменшується на 0,9 ТГц, для волокна TrueWaveRSTM – близько на 1,2 ТГц, а для волокна DCF – на 2,6 ТГц
З’ясовано, що при аналітичному відтворенні профілю ВКР підсилення в діапазоні стоксових зсувів до 20 ТГц, оптимальна кількість спектральних гаусових компонент не перевищує 10 для всіх типів досліджуваних волокон. Доведено можливість синтезу розширеної смуги підсилення до 100 нм зі зменшеними як нерівномірністю підсилення до 0,7 дБ, так і сумарною потужністю накачування.
Ключові слова: вимушене комбінаційне розсіювання, нелінійна оптика, спектральна декомпозиція, підсилене спонтанне випромінювання, потужність накачки.
Бібліографічний опис
Галузь знань та спеціальність
10 Природничі науки , 104 Фізика та астрономія
Бібліографічний опис
Дирів М. Я. Нелінійно-оптичне підсилення світла на фоні стоксового шуму в кварцових волокнах : дис. ... канд. фіз.-мат. наук : 01.04.05 оптика, лазерна фізика / Дирів Михайло Ярославович. - Київ, 2017. - 151 с.