Comunicaciones cuánticas con aplicaciones satelitales
En este trabajo se realiza el estudio teórico-experimental de los sistemas de comunicaciones ópticas cuánticas con aplicaciones satelitales. Se describe en primer lugar la teoría pertinente a dichos sistemas cuánticos y en base, a los requerimientos y características de este tipo de sistemas, se pro...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2014 |
| País: | México |
| Institución: | Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada |
| Repositorio: | Repositorio Institucional CICESE |
| Idioma: | español |
| OAI Identifier: | oai:cicese.repositorioinstitucional.mx:1007/244 |
| Acceso en línea: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/244 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/Autor/Amplificadores info:eu-repo/classification/cti/7 info:eu-repo/classification/cti/33 info:eu-repo/classification/cti/3325 |
| Sumario: | En este trabajo se realiza el estudio teórico-experimental de los sistemas de comunicaciones ópticas cuánticas con aplicaciones satelitales. Se describe en primer lugar la teoría pertinente a dichos sistemas cuánticos y en base, a los requerimientos y características de este tipo de sistemas, se propone y se diseña un esquema de comunicación óptica cuántica para enlaces en espacio libre empleando estados ópticos coherentes fuertemente atenuados modulados en fase. Este sistema fue implementado utilizando dispositivos ópticos en espacio libre. Por conveniencia, se emplea un esquema auto-homodino que consta de un láser operando a 1550 nm, del cual se obtiene la señal de datos y el oscilador local. La señal de datos es modulada en fase y atenuada fuertemente para simular las pérdidas presentes en un enlace en espacio libre a largas distancias, logrando potencias ópticas equivalentes a 0.25 (12x10-15 watts) y 5 fotones (200x10-15 watts) por pulso con una velocidad de transmisión de 350 KHz. El esquema de recepción hace uso de los estados de polarización de la señal de datos y el oscilador local, lineal a 45 grados y circular, respectivamente, para permitir la medición simultánea de los componentes en cuadratura del campo óptico, también conocido como híbrido óptico de 90 grados. Además, se diseñó e implementó una estructura de sincronización de fase por medio de un lazo de Costas, la cual fue optimizada considerando el ruido de amplitud y de fase. Usando la estructura de sincronización de fase optimizada, se obtuvieron los parámetros de desempeño del sistema completo, los cuales estuvieron en buen acuerdo con el análisis teórico para bajo número de fotones. Además, se implementó un esquema semejante al mencionado, solo que ahora usando un hibrido óptico de 90 grados fibrado y dos fuentes láseres independientes con un ancho de línea angosto (<5KHz). Se realizó la caracterización de los sistemas propuestos en laboratorio en espacio libre y en condiciones reales en un enlace comercial de fibra óptica entre las ciudades de Rosarito y Tijuana, B.C. en México. Los espectros en frecuencia obtenidos para bajo número de fotones por bit son reconocibles pero están a una frecuencia diferente de cero por lo cual se requiere realizar procesamiento posterior basado en el uso de un lazo de Costas electrónico operando en frecuencia intermedia o mediante la implementación de un PLL intradino en el dominio del procesamiento digital de señales. Esto último se propone como una de las líneas a continuar en un trabajo a futuro. |
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