Примена фотонских кристалних влакана у комуникацији оптичким влакнима

May 09, 2021

Остави поруку

Потенцијалне примене ПЦФ-а у комуникационим системима оптичких влакана углавном укључују два аспекта: преносна влакна и оптичке уређаје. Главна поента ПЦФ-а као преносног влакна је побољшање производног процеса и смањење губитка влакана. Главна поента ПЦФ-а као оптичког уређаја је подешавање величине ПЦФ-а како би се постигле потребне перформансе ПЦФ уређаја.


Као што сви знамо, као оптички медијум за пренос сигнала, да ли је Г. И влакна 652 и ПЦФ треба да задовоље мале губитке, малу дисперзију и мале нелинеарне ефекте. Као и механизам губитка Г.652, губитак ПЦФ углавном долази од апсорпције и расипања. Поред тога, због посебности структуре ПЦФ, он природно доноси неке посебне изворе губитака, као што су губитак цурења у режиму и губитак структурних недостатака. Табела 1 приказује изворе губитака ПЦФ.


Предузет је низ мера за смањење губитка ПЦФ, углавном укључујући (1) побољшање чистоће језгра / материјала за облагање; (2) усвајање поступка за смањење загађења цеви за облагање материјала; (3) кроз разуман дизајн односа пуњења ваздуха / ваздуха Број рупа за смањење режима цурења.


ПЦФ има карактеристике малог губитка, мале дисперзије и малог нелинеарног ефекта, што чини његову примену у пољу комуникације оптичким влакнима врло обећавајућом, посебно за системе за комуникацију на великим удаљеностима. Сталним побољшањем метода дизајнирања и производних процеса ПЦФ, перформансе ПЦФ-а постају све савршеније. Нарочито К. Кроз разумни дизајн структурних параметара, као што су пречник ваздушне рупе д и размак ваздушних рупа р, као и однос д / р, Тајима ет ал. не само да смањује слабљење ПЦФ, већ и побољшава дисперзију и ефикасност дисперзије ПЦФ. Сада је ПЦФ ушао у експерименталну фазу истраживања преноса система оптичких влакана у лабораторији.


На Светској конференцији за комуникацију оптичким влакнима (ОФЦ) почетком 2003. године, Лабораторија за пословни систем К. Телеграпх анд Телепхоне Цомпани (НТТ). Тајима и сар. известили су да су развили ултра ниско слабљење, дугог ПЦФ са слабљењем од 0,37 дБ / км. ПЦФ има комплетне једнодомне карактеристике, а расположиви опсег таласних дужина је 0,458-1,7 μм.


Истраживачки тим Ц. Пеуцхерет и сар. користио је 5,6 км ПЦФ линије за спровођење експеримента преноса од 40 Гбит / с са радном таласном дужином од 1550 нм. Ефективна површина ПЦФ-а која се користи у овом експерименталном систему је 72 квадратна ГГ појачала; му; м, слабљење је 1,7дБ / км, а коефицијент дисперзије 32 пс / (км. нм). Експерименти показују да када се ПЦФ користи као медиј за пренос оптичког сигнала, перформансе система се не умањују. У поређењу са влакнима Г.652, највећа предност ПЦФ-а је та што под претпоставком обезбеђивања малог коефицијента дисперзије у режиму поларизације, коефицијента дисперзије, ефективне површине и нелинеарности Коефицијент се може флексибилно дизајнирати.


Као што је горе поменуто, ПЦФ је сам по себи добро влакно за компензацију дисперзије. Флексибилним дизајнирањем три карактеристична структурна параметра ПЦФ: пречник језгра, пречник ваздушне рупе за облагање и размак ваздушних рупа за облагање, можемо добити велику позитивну дисперзију, или велику негативну дисперзију, или врло широк опсег равног дисперзивног ПЦФ. Конкретно, флексибилна енергија управљања пропусним опсегом компензације дисперзије и ефикасности дисперзије ПЦФ је неколико пута већа од енергије влакна Г.652. Због тога ПЦФ има одличне перформансе компензације дисперзије и обећава да ће заменити уобичајена влакна за компензацију дисперзије и постати нова генерација влакна за компензацију дисперзије.


Будући да је разлика индекса рефракције језгра / облоге уобичајеног влакна за компензацију дисперзије мала (1,45 / 1,3), његова способност компензације дисперзије је лоша. Разлика језгра / облоге ПЦФ је велика (1,45 / 1), тако да ПЦФ има јаку способност компензације дисперзије. Истраживачи са Универзитета Тсингхуа теоретски су израчунали вредност дисперзије ПЦФ. Параметри структуре ПЦФ изабрани у прорачуну су: размак ваздушних рупа је 0,8 м; однос пречника ваздушне рупе и размака ваздушне рупе је 0,835.


Рачуна се да је вредност дисперзије ПЦФ на 1,55 ГГ амп; му; м може достићи -2050 пс / (км. нм), што може надокнадити 120 пута дужину влакана Г.652 (17 пс / (км. нм)) и 240 пута већу дужину од влакна Г.655 (8.2 пс / (км) (нм)), што у великој мери скраћује дужину влакна за компензацију дисперзије. Због тога ће функција компензације дисперзије ПЦФ имати велику вредност примене у ВДМ системима великих брзина, великог капацитета и на великим удаљеностима.


ПЦФ могу бити влакнасти ласери и појачавачи влакана. Разлог је тај што је подешавањем пречника и размака ваздушних рупа на облози ПЦФ са површином поља од 1-1000 му; м2 може се флексибилно дизајнирати, чинећи ПЦФ ефикаснијим у развоју оптичких ласера ​​и оптичких појачавача. Влакно Г.652 има више предности.


Апликације повезане са ПЦФ и оптичким влакнима које су постигле напредак у истраживању укључују: оптичку конверзију таласних дужина, Раман појачала, оптичке солитонске ласере, влакнасте решетке и генераторе континуума.


Pošalji upit