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Realización y caracterización de un interruptor fotónico totalmente óptico en estado estático utilizando el efecto de modulación cruzada de la polarización dentro de un amplificador óptico de semiconductor (AOS)
Realization and characterization of an all-optical switch in static state using cross- polarization modulation inside a semiconductor optical amplifier (SOA)
Juan Carlos Domínguez Valdez
Horacio Soto Ortiz
Acceso Abierto
Atribución
Amplificador óptico,Matriz de Jones,Interruptor fotónico,Modulación cruzada de la polarización,Semiconductores
Debido al gran crecimiento que han tenido los servicios de telecomunicaciones en los últimos años, surge la necesidad de desarrollar tecnologías que satisfagan los nuevos retos que esto representa. Las fibras ópticas son un medio de transmisión capaz de transportar información a muy altas velocidades y con un enorme ancho de banda. Es por eso que la multiplexión por división de longitud de onda (WDM) promete ser una de las mejores opciones para llevar a cabo esta tarea, al poder coexistir en una sola fibra óptica múltiples canales de información, cada uno con diferente longitud de onda. En una red de área amplia actual, los dispositivos de conmutación y enrutamiento son electrónicos, lo que limita fuertemente el funcionamiento de estas, ya que es necesario pasar la señal de información del dominio óptico al eléctrico para poder enrrutarla y posteriormente regresarla al dominio óptico para que sea reenviada a su destino. Esto causa fuertes limitantes en el ancho de banda y en la velocidad de transmisión de la señal. Por tal razón, se pretende desarrollar dispositivos con los cuales se puedan establecer trayectorias luminosas todas ópticas desde un nodo fuente hasta un nodo destino. Un dispositivo que cumple con los requerimientos necesarios para poder llevar a cabo esta tarea es el amplificador óptico de semiconductor (AOS). Gracias a sus características ópticas y eléctricas, así como a su capacidad de integración con otros circuitos o dispositivos, el AOS es un candidato ideal para los sistemas WDM. Para la implementación del interruptor fotónico totalmente óptico se utiliza un AOS, controladores de polarización y polarizadores lineales, entre otras cosas. Se ha observado que una señal débil de datos sufre cambios de polarización al ser inyectada dentro de la región activa de un AOS, cuando la región de amplificación o medio activo de este es Dr. Horacio Soto Ortíz Director de Tesis perturbado por un haz potente de luz (señal de control). A este efecto se le conoce como “Modulación Cruzada de la Polarización”. En este contexto, es posible manipular, tanto la potencia de la señal de control como las polarizaciones de ambas señales para tener los estados de encendido y apagado de un interruptor, con el uso de un polarizado lineal a la salida del AOS. Con el fin de determinar las perturbaciones que sufre el medio activo y los cambios de polarización de la señal de datos en presencia de la señal de control, se obtuvieron las matrices de Jones (para la señal de datos) características del dispositivo para diferentes valores de potencias ópticas de la señal de control utilizando un esquema en contra y en copropagación. Se hizo el diseño y la implementación de un banco experimental para poder observar y medir dicho fenómeno. Con el uso de un programa se simularon y analizaron los cambios de polarización de la señal de datos, para determinar las causas que producen al fenómeno de modulación cruzada de la polarización dentro del ASO.
Due to the great growth that the telecommunications services have had in the last years, it arises the need of developing technologies satisfying the new challenges represented. The fiber optics is a transmission medium capable of transporting information at very high speeds and with an enormous bandwidth. That is the reason why the wavelength division multiplexing (WDM) promises to be one of the best options to carry out this task, making possible to coexist in a single fiber optic multiple channels of information, each one with different wavelength. In a current wide area network (WAN), the switching and router devices are electronic, which strongly limits the operation, since is necessary to pass the information signal from the optical to the electrical domain to be able to route it and later on to return it to the optic domain to be forwarded to their destination. This causes strong bandwidth and transmission speed limitations to the signal. For such a reason, it is necessary to develop devices to set up all-optical lightpath from a source node to a destination node. A device that fulfills the necessary requirements to carry out this task is the semiconductor optical amplifier (SOA). Thanks to their optic and electric characteristics, as well as to their integration capabilities with other circuits or devices, the SOA is an ideal candidate for WDM systems. For the implementation of the all-optical switch it is used SOA’s, polarization controllers and lineal polarizer, among other devices. It has been observed that a weak signal beam experiments polarization changes when is injected into the SOA’s active region, with the amplification region or active medium of this perturbed by the power of a control beam. This effect is known as “Cross-Polarization Modulation.” In this context, it is possible to manipulate the power of the control beam and the polarizations of both signals to have the ON and OFF states of the switch, with the use of a linear polarizer at the SOA’s output. Dr. Horacio Soto Ortíz Thesis Director In order to determine the perturbations experimented by the active medium and the changes of polarization of the signal beam in presence of the control beam, it was obtained the device characteristic Jones Matrix (for the signal beam) for different values of optical powers of the control beam using a contra and copropagation array. It was made the design and setup to be able to observe and measure this phenomenon. It was simulated and analyzed the changes of polarization of the signal beam, to determine the causes producing the phenomenon of cross-polarization modulation inside the SOA.
CICESE
2000
Tesis de maestría
Español
Domínguez Valdez, J. C.2000.Realización y caracterización de un interruptor fotónico totalmente óptico en estado estático utilizando el efecto de modulación cruzada de la polarización dentro de un amplificador óptico de semiconductor (AOS).Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.145 p.
ÓPTICA
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