Estudio del efecto de la modulación cruzada de la polarización sobre la mezcla de cuatro ondas dentro de un amplificador óptico de semiconductor
El avance en las tecnologías de telecomunicaciones e información ha dado por resultado la modificación de las redes de acceso y transporte de información. Los servicios demandados en la actualidad son muy diferentes a los que existían cuando se instauraron las primeras redes de fibra óptica, esto ha...
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2006 |
| 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:1007/2214 |
| Acceso en línea: | http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2214 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | info:eu-repo/classification/Autor/Robot info:eu-repo/classification/cti/7 info:eu-repo/classification/cti/33 info:eu-repo/classification/cti/3325 |
| Sumario: | El avance en las tecnologías de telecomunicaciones e información ha dado por resultado la modificación de las redes de acceso y transporte de información. Los servicios demandados en la actualidad son muy diferentes a los que existían cuando se instauraron las primeras redes de fibra óptica, esto ha generado la necesidad de aumentar la capacidad y el ancho de banda estas redes ya instaladas. La multicanalización por división de longitud de onda (WDM, Wavelenght Division Multiplexing) es una tecnología que permite aumentar la capacidad de las redes de alto tráfico a nivel mundial. Los esquemas WDM emplean convertidores de longitud de onda que permiten trasladar la longitud de onda de una señal de información a otra que no se encuentre utilizada por el canal de transmisión. Así, este trabajo se enfoca principalmente al estudio de la mezcla de cuatro ondas (FWM), desarrollada dentro de un amplificador óptico de semiconductor (AOS), con la cual se pueden implementar convertidores de longitud de onda. Las ventajas de esta clase de convertidores radican principalmente en que estos son transparentes al formato de modulación de la señal de datos y pueden compensar de la dispersión cromática que sufre la señal de información al propagarse a través de una fibra óptica estándar. En general, la mezcla de cuatro ondas se observa cuando una señal de bomba y una señal de sonda se introducen simultáneamente dentro de la región activa de un AOS. Cuando ambas señales tiene el mismo estado de polarización, baten entre sí y modulan la ganancia y el índice de refracción de la región activa del AOS a la frecuencia de desacuerdo. Estas modulaciones actúan en la amplitud y la fase de las señales de bomba y de sonda generando la señal conjugada y otros armónicos de modulación. En el caso de los convertidores de longitud de onda que emplean FWM la señal de sonda representa la señal información y la señal conjugada es la señal convertida. Por otra parte, para evaluar la eficiencia de los convertidores de longitud de onda se utiliza el parámetro denominado eficiencia de conversión, el cual es la razón entre la potencia de salida de la señal conjugada y la potencia de entrada de la señal de sonda. En el caso de los convertidores de longitud de onda basados en FWM, este parámetro es nulo o se degrada cuando los estados de polarización de las señales de bomba y de sonda son ortogonales o diferentes entre sí, respectivamente. Esto representa un serio problema ya que la señal de sonda, la cual es la señal de datos, posee un estado de polarización aleatorio. Para solucionar este inconveniente se han propuesto varios esquemas insensibles al estado de polarización de la señal de datos. Sin embargo, se ha demostrado que cuando dos haces se introducen a un AOS, sus estados de polarización pueden ser modificados por el efecto de la Modulación Cruzada de la Polarización (XPolM). En consecuencia, es necesario considerar la acción de este efecto para estimar la eficiencia de conversión de los convertidores de longitud de onda basados en FWM. De esta forma, el análisis del efecto que la XPolM ejerce sobre la eficiencia de conversión de un proceso de FWM desarrollado dentro de un AOS constituye una de las partes principales de este trabajo de tesis. Para llevar a cabo este trabajo se desarrolló e implementó, en un lenguaje de programación de alto nivel, un modelo semi-clásico del proceso de mezcla de cuatro ondas con señales de entrada de polarización arbitraria. En este modelo se incluyó el desacuerdo en polarización inducido por el efecto de la XPolM por medio de una expresión heurística. Dicha expresión describió el desacuerdo en polarización en función de la frecuencia de desacuerdo, la potencia total y los estados de polarización de las señales de entrada al AOS. Por otro lado, se diseñó e implementó una configuración experimental para desarrollar el proceso de FWM dentro de un AOS. El experimento se realizó para dos señales de entrada, una de bomba y una de sonda, copolarizadas linealmente con inclinaciones de 0, 45, 90 y 135 grados respecto al eje propio TE no perturbado de la región activa del amplificador y para frecuencias de desacuerdo de entre 0.1 y 3.5 THz. Además, se implementó un esquema experimental para medir los estados de polarización de salida de las señales de bomba y de sonda y se evaluó el impacto de la XPolM sobre el proceso de FWM. Finalmente, empleando el resultado del análisis teórico y experimental del efecto de la XPolM sobre la eficiencia de conversión, se desarrolló una aplicación práctica innovadora de un convertidor de longitud de onda basado en el proceso de FWM asistido por un interferómetro de Sagnac y un polarizador. El interferómetro de Sagnac se empleó para filtrar las señales de bomba y de sonda y el polarizador se utilizó para separar las señales conjugada y engendrada. |
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