Μελέτη της οπτικής παραμετρικής ενίσχυσης και της εγκλείδωσης φάσης με έμφαση σε εφαρμογές υψίρρυθμων συστημάτων οπτικών επικοινωνιών

Abstract

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή μελετούμε τεχνικές οι οποίες προσφέρουν αμιγώς οπτική αναγέννηση σε σήματα διαμορφωμένα κατά φάση. Σκοπός είναι ο σχεδιασμός ολοκληρωμένων συστημάτων τα οποία θα βελτιώσουν τις επιδόσεις των σύμφωνων οπτικών επικοινωνιών. Στα πλαίσια της μελέτης αυτής διερευνόνται οι ιδιότητες και οι επιδόσεις της ευαίσθητης στη φάση παραμετρικής ενίσχυσης και της εγκλείδωσης φάσης με έγχυση οπτικής ισχύος. Η ευαίσθητη στη φάση παραμετρική ενίσχυση είναι γνωστό ότι μπορεί να προσφέρει άμεση αμιγώς οπτική συμπίεση του θορύβου φάσης και αποτελεί ιδανική λύση για την αναγέννηση PSK σημάτων. Ωστόσο παρουσιάζει σημαντικά μειονεκτήματα, όπως η αυξημένη πολυπλοκότητα των πρακτικών υλοποιήσεων και η δυσκολία εφαρμογής της σε WDM συστήματα μετάδοσης. Μέσω μιας εκτενούς θεωρητικής μελέτης, η οποία συμπεριελάμβανε την ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου αριθμητικού μοντέλου προσομοίωσης (οπτικές διατάξεις, οπτικά φαινόμενα, διάδοση), εξάγαμε χρήσιμα συμπεράσματα για τη συμπεριφορά και τις επιδόσεις των τοπολογιών παραμετρικών ενισχυτών μονής και διπλής άντλησης. Η παραπάνω μελέτη οδήγησε στον σχεδιασμό μιας πρωτότυπης αρχιτεκτονικής για την αμιγώς οπτική αναγέννηση RZ-DPSK σημάτων, η οποία στηρίζεται στη μονή άντληση και περιλαμβάνει μία ρεαλιστική λύση για την παραγωγή συμφασικού στο σήμα συζυγούς, το οποίο αποτελεί ένα από τα βασικότερα προβλήματα για την πρακτική υλοποίηση των παραμετρικών ενισχυτών. Προτεινόμενος αναγεννητής παρουσιάζει αξιοσημείωτες επιδόσεις, ενώ ταυτόχρονα προσφέρει τη δυνατότητα ελαχιστοποίησης του μεγέθους του, βελτιστοποίησης των επιδόσεων και συμβατότητα με τα WDM συστήματα μετάδοσης μέσω μίας χαμηλής πολυπλοκότητας επέκτασης.