Φωτονικές τηλεπικοινωνιακές διατάξεις βασισμέντες σε οπτική ίνα

Abstract

In this thesis, all-optical processing for the functionalities of second and third generation optical networks is studied in one hand by means of parametric processes and on the other hand by taking advance of cross phase modulation in highly non-linear optical fibers. Through the first part of this thesis an analytical study on the noise characteristics of parametric amplifiers operating at the linear regime is provided taking also into account that the zero dispersion wavelength mapping along fiber’s length varies its value. In the same part of this thesis a 2R polarization insensitive regenerator based on dual pump parametric processes in fiber is proposed and theoretically studied. Two novel fiber based photonic devices, which based on cross phase modulation in highly non-linear fibers, are proposed in the second part of this thesis. The first proposed fiber device is an all optical ultrafast (160 Gbps) reconfigurable (XOR, OR, AND, NAND, OR, NOR, NOT) photonic logic gates and the second device is an all optical ultrafast (40 Gbps) photonic differentiator which have the ability to produce fist-order and second-order temporal derivatives of an optical RZ modulated signal

® Στα πλαίσια τη διατριβή μελετώνται νέες τεχνικές αμιγώς οπτικής επεξεργασίας σήματος για οπτικά δίκτυα δεύτερης και τρίτης γενιάς που βασίζονται τόσο σε παραμετρικές διατάξεις καθώς και στην αξιοποίηση του μη γραμμικού φαινομένου της ετεροδιαμόρφωσης φάσης σε οπτικές ίνες με υψηλο συντελεστή μη γραμμικότητας. Στο πρώτο σκέλος της εργασίας αυτής παρέχεται μία θεωρητική ανάλυση των ιδιοτήτων θορύβου των παραμετρικών διατάξεων οπτικής ίνας για την περίπτωση που η τιμή του μήκους κύματος μηδενικής χρωματικής διασποράς μεταβάλλεται κατά μήκος της οπτικής ίνας που χρησιμοποιείται. Στην συνέχεια της εργασίας αυτής μελετάται θεωρητικά και αριθμητικά μια προτεινόμενη διάταξη αμιγώς οπτικής αναγέννησης ανεξάρτητης της πολωτικής κατάστασης του σήματος που βασίζεται εξολοκλήρου σε παραμετρικούς ενισχυτές που χρησιμοποιούν δύο κύματα άντλησης. Στο δεύτερο σκέλος της εργασίας αυτής προτείνονται δύο νέες τεχνικές αμιγώς οπτικής επεξεργασίας τηλεπικοινωνιακών σημάτων που αξιοποιούν τις ιδιότητες της ετεροδιαμόρφωσης φάσης σε οπτικές ίνες με υψηλό συντελεστή μη γραμμικότητας. Η πρώτη τεχνική προτείνει την υλοποίηση ενός υψίρρυθμου (160 Gbps) φωτονικού υπολογιστή εκτέλεσης πολλαπλών λογικών πράξεων (XOR, OR, AND, NAND, OR, NOR, NOT) και η δεύτερη τεχνική προτείνει την υλοποίηση ενός αμιγώς οπτικού διαφοριστή υψίρρυθμών (40 Gbps) οπτικών σημάτων για την παραγωγή χρονικών παραγώγων πρώτης και δεύτερης τάξης των οπτικών σημάτων που εισέρχονται σε αυτόν.