8.4 ВОЛНОВЫЕ КОНВЕРТEРЫ

В рамках концепции полностью оптических сетей волновой конвертер осуществляет оптическое преобразование длины волны приходящего сигнала в другую длину волны, что необходимо для коммутации сигнала в многоканальных линиях связи с уплотнением по длинам волн. Принцип действия такого преобразования, также известного как λ-конверсия, основан на эффектах нелинейного взаимодействия исходного оптического сигнала со специальным сигналом от лазера накачки, в результате чего образуется излучение новой длины волны. Это преобразование в отличие от оптоэлектронных преобразований не вносит задержки и способно работать вплоть до очень высоких частот модуляции (10Гбит/с и выше).

Один из методов волновой конверсии основан на использовании ферроэлектрического кристалла, внутри которого создаются условия для нелинейного оптического взаимодействия (рисунок 8.4,а).

Периодическая структура с чередующейся сменой направлений поляризаций увеличивает эффективность волнового преобразования. При одновременном распространении входного сигнала и сигнала от лазера накачки происходит генерация света на частоте, равной разности частоты волны накачки и входного сигнала, т.е. выполняется закон сохранения энергии: 1/λ_c = 1/λ_p - 1/λ_s.

На рисунке 8.4,б показан пример экспериментальных профилей мощности входного (λ_s=1536нм) и выходного (λ_s=1545нм) сигналов при длине волны накачки λ_p=770нм, полученных с использованием такой периодической структуры. Основные физические параметры системы: мощность лазера накачки 10мВт; диапазон длин волн перестройки лазера накачки – 100нм; полная длина кристаллической структуры 10мм.

Рисунок 8.4 – Схема и профили мощности волнового конвертера (по материалам фирмы OKI Electric Industry) а) – схема волнового конвертера с периодической ферроэлектрической структурой; б) – профили мощности входного и выходного сигналов