Открытое акционерное общество «Центральное конструкторское бюро автоматики » Открытое акционерное общество «Центральное конструкторское бюро автоматики » Микроволновая фотоника Аналоговые ВОЛС СВЧ с положительными коэффициентами передачи Авторы: Вольхин Ю.Н., Гомзикова Т.А. Авторы: Вольхин Ю.Н., Гомзикова Т.А. Докладчик: Гомзикова Т.А. СВЧ

ВОЛС это волоконно-оптическая линия связи

Тематика доклада Тематика доклада - расчёт параметров аналоговых ВОЛС СВЧ - расчёт параметров аналоговых ВОЛС СВЧ по параметрам по параметрам комплектующих элементов; комплектующих элементов; - определение требований - определение требований к параметрам комплектующих элементов к параметрам комплектующих элементов и определение и определение оптимальных энергетических режимов оптимальных энергетических режимов эксплуатации этих элементов, эксплуатации этих элементов, при которых при которых аналоговая ВОЛС СВЧ будет иметь аналоговая ВОЛС СВЧ будет иметь положительный коэффициент передачи. положительный коэффициент передачи.

Проблема аналоговая ВОЛС СВЧ аналоговая ВОЛС СВЧ усилитель СВЧ усилитель СВЧ При каких условиях ????????? При каких условиях ?????????

Выражаем благодарность сотрудникам Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН Пермской Пермской Научно-Производственной Приборостроительной Научно-Производственной Приборостроительной Компании Компании Пермского государственного Пермского государственного национального исследовательского университета национального исследовательского университета Омского Государственного Университета Омского Государственного Университета им. Ф.М. Достоевского им. Ф.М. Достоевского

Укрупнённая схема аналоговой ВОЛС СВЧ

Модули электро-оптического преобразования с прямой и внешней модуляцией

Типы электро-оптических модуляторов Электро-поглощающие модуляторы Электро-поглощающие модуляторы + Эффект Келдыша-Франца Эффект Келдыша-Франца Интерферометры Маха-Цандера Интерферометры Маха-Цандера + Эффект Поккельса Эффект Поккельса

MWP MWP MicroWave Photonic MicroWave Photonic Микроволновая фотоника Микроволновая фотоника Радиофотоника Радиофотоника Волноводная фотоника Волноводная фотоника Радиоптика Радиоптика

Омский Омский Научный семинар Научный семинар «Современные проблемы «Современные проблемы радиофизики и радиотехники» радиофизики и радиотехники» Кафедра экспериментальной физики и радиофизики Кафедра экспериментальной физики и радиофизики Омского государственного Университета Омского государственного Университета им. Ф.М. Достоевского им. Ф.М. Достоевского

Модулятор Маха-Цандера ( Mach Zehnder modulator - MZM ) в планарном исполнении Модулятор Маха-Цандера ( Mach Zehnder modulator - MZM ) в планарном исполнении

Модулятор Маха-Цандера ( Mach Zehnder modulator - MZM ) в виде герметизированной гибридной интегральной схемы ( технология system-on-package ) Модулятор Маха-Цандера ( Mach Zehnder modulator - MZM ) в виде герметизированной гибридной интегральной схемы ( технология system-on-package )

Гибридные интегральные схемы полупроводниковых лазеров ( технология system-on-package )

Фотодетектор виде монолитной интегральной схемы

Фотодетектор в виде планарной гибридной интегральной схемы ( технологии system-on-package )

Фотодетектор в виде гибридной интегральной схемы ( технологии system-on-package )

Опто-волоконный кабель

Схема аналоговой ВОЛС СВЧ

Формирование световодных каналов 1 - пластина из ниобата лития, 1 - пластина из ниобата лития, 2 - напылённая полоска из титана, 2 - напылённая полоска из титана, 3 - световодный канал. 3 - световодный канал.

Структура световодных каналов модулятора Маха-Цандера 1 - входной световодный канал; 1 - входной световодный канал; 2 - входной Y - разветвитель; 2 - входной Y - разветвитель; 3,4 - параллельные идентичные световодные каналы; 3,4 - параллельные идентичные световодные каналы; 5 - выходной Y – светвитель; 5 - выходной Y – светвитель; 6 - выходной световодный канал 6 - выходной световодный канал

Эффект Поккельса 1 - пластина из ниобата лития; 1 - пластина из ниобата лития; 2 - световодный канал 2 - световодный канал

Физическая реализация эффекта Поккельса 1 - пластина из ниобата лития; 1 - пластина из ниобата лития; 2,3 - световодные каналы; 2,3 - световодные каналы; 4,5 - контактные площадки ( управляющие электроды ) 4,5 - контактные площадки ( управляющие электроды )

Принцип действия модулятора Маха-Цандера 1 - пластина из ниобата лития, 1 - пластина из ниобата лития, 2 - входной световодный канал; 2 - входной световодный канал; 3, 4 - идентичные световодные каналы; 3, 4 - идентичные световодные каналы; 5, 6 - контактные плошадки ( управляющие электроды ); 5, 6 - контактные плошадки ( управляющие электроды ); 7 - выходной световодный канал 7 - выходной световодный канал

Векторные диаграммы на выходе модулятора при Uкп = 0 и при Uкп 0

Зависимость Δφ от Uкп

Векторные диаграммы на выходе модулятора при различных Uкп

Определение зависимости Кu.оп от Uкп

Определение зависимости Кр.оп от Uкп

Схема аналоговой ВОЛС СВЧ

Зависимость Кр.оп от Uкп с учётом затухания в оптическом тракте модулятора Маха-Цандера

Формула зависимости Pоп.2 от Uкп

График зависимости Pоп.2 от Uкп

Принцип действия модулятора Маха-Цандера 1 - пластина из ниобата лития, 1 - пластина из ниобата лития, 2 - входной световодный канал; 2 - входной световодный канал; 3, 4 - идентичные световодные каналы; 3, 4 - идентичные световодные каналы; 5, 6 - контактные плошадки ( управляющие электроды ); 5, 6 - контактные плошадки ( управляющие электроды ); 7 - выходной световодный канал 7 - выходной световодный канал

Модуляция оптического сигнала без подачи напряжения смещения на контактные площадки.

Схема подачи напряжения смещения 1 - пластина из ниобата лития, 1 - пластина из ниобата лития, 2 - входной световодный канал; 2 - входной световодный канал; 3, 4 - идентичные световодные каналы; 3, 4 - идентичные световодные каналы; 5, 6 - контактные плошадки ( управляющие электроды ); 5, 6 - контактные плошадки ( управляющие электроды ); 7 - выходной световодный канал 7 - выходной световодный канал

Оптимальная рабочая точка

Коррекция формулы зависимости Pоп.2 от Uкп

Модуляция оптического сигнала с подачей напряжения смещения на контактные площадки.

Схема аналоговой ВОЛС СВЧ

Временные развёртки Роп.2 и Pоп.3

Временные развёртки Роп.3 и Iф

Временные развёртки Iф и Uф

Временные развёртки Uф и Uсвч.вых

Схема аналоговой ВОЛС СВЧ

Зависимости Коп.свч от Uπ при различных Uоп.1

Зависимости Коп.свч от Uπ при различных Кз.ммц

Зависимости Коп.свч от Uπ при различных Пф

Зависимости Коп.свч от Uπ при типичных значениях параметров элементов тракта аналоговой ВОЛС СВЧ

Зачем нужны аналоговые ВОЛС СВЧ с положительными коэффициентами передачи

Спасибо Спасибо за внимание! за внимание!