Tesis:
Contribución al estudio de moduladores electro-ópticos y redes de difración en fibras ópticas para su aplicación en sistemas fotónicos
- Autor: BENITO PERTUSA, David
- Título: Contribución al estudio de moduladores electro-ópticos y redes de difración en fibras ópticas para su aplicación en sistemas fotónicos
- Fecha: 1999
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE TELECOMUNICACION
- Departamentos: TECNOLOGIA FOTONICA
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: MURIEL FERNANDEZ, Miguel Angel
- Director/a 2º: GARDE ALDUNCIN, María José
- Resumen: El objetivo de optimizar el ancho de banda y la calidad de las actuales redes ópticas ha sido el motor de esta tesis doctoral. El presente trabajo se centra en el estudio de moduladores electroópticos y redes de difracción en fibra óptica y su aplicación a sistemas de comunicación por fibra óptica. Concretamente se analiza el papel que estos dispositivos ópticos pueden desempeñar para el control del chirp de la fuente óptica y del canal de transmisión, la fibra óptica. Como punto de partida, se analizan todos los fenómenos que en la literatura se han venido denominando genéricamente "chirp", dando una explicación para tal única denominación. El análisis se particulariza en el caso de sistemas de comunicación analógicos y digitales en banda base por fibra con detección directa de la señal óptica. De una forma genérica el chirp consiste en un ordenamiento temporal de las distintas componentes en frecuencia (o en longitudes de onda) que están presentes en el espectro de la señal óptica que se transmite por el sistema. Diversos componentes del sistema pueden provocar chirp como efecto deseado o parásito a la función que desempeñan. Así, la modulación en amplitud de la potencia óptica por inyección de corriente genera como efecto parásito una modulación temporal de la frecuencia de emisión en fuentes láser de semiconductor. Por otro lado, la fibra óptica introduce un filtrado de fase (dispersión) al espectro de la señal transmitida, introduciendo un retardo que es función de la frecuencia. Estos efectos parásitos limitan el ancho de banda máximo de la señal eléctrica transmitida para una distancia del enlace de fibra. Con el fin de minimizar o compensar estos efectos parásitos se proponen técnicas en el dominio del tiempo y en el dominio de la frecuencia basadas en el uso de moduladores externos con parámetro de chirp ajustable y redes de difracción chirpeadas en fibra óptica. Posteriormente, se presentan las principales contribuciones tanto teóricas como experimentales, de los moduladores electro-ópticos de volumen y de óptica integrada. El efecto electro-óptico lineal o efecto Pockels, en el cual están basados estos moduladores, es utilizado con el fin de controlar la intensidad, fase y polarización de la radiación óptica que se propaga por el cristal. El control de estos parámetros de la radiación óptica se utiliza en varias aplicaciones, desde su uso en moduladores externos de intensidad y fase en transmisores ópticos de sistemas de comunicación por fibra óptica, a sensores ópticos de campo eléctrico y tensión, a labores de procesado de señales eléctricas y ópticas, entre otras. Para terminar se analizan, en primer lugar, las características que debe cumplir un compensador ideal de la dispersión que introduce la fibra óptica, para pasar al estudio de las redes de difracción linealmente chirpeadas en fibra óptica como filtros reales para la compensación de la dispersión cuadrática. Al compensar esta dispersión cuadrática, aparece como efecto parásito una dispersión cúbica, que es ahora la que limita la calidad de los sistemas de comunicación por fibra óptica que hacen uso de redes de difracción linealmente chirpeadas. Con el fin de cuantificar este efecto se analiza la influencia de los parámetros de la red sobre esta dispersión cúbica. Una vez analizado este efecto, y su influencia en un sistema de comunicación se propone el uso de redes de difracción raíz-cuadráticamente chirpeadas para la compensación de este efecto parásito. Desde el punto de vista de sistemas se propone un sistema que permite realizar una sintonía eléctrica de la distancia de fibra óptica compensada, el cual hace uso de redes de difracción linealmente chirpeadas y un modulador electro-óptico de fase. Por último, y como una aplicación colateral, se presenta el desarrollo de un emulador de enlaces de fibra óptica monomodo utilizando redes linealmente chirpeadas