Фотон-Экспресс 25, июнь 2002 г.

Конференция OFC'2002 — новые перспективные волоконно-оптические технологии и направления

Ежегодная международная конференция по волоконно-оптической связи и сопутствующая ей выставка (OFC' 2002) Прошли в Анахайме (Калифорния, США) в период с 17 по 22 марта. Конференцию и выставку посетило 33000 участников, что примерно на 13% меньше, чем в прошлом году. В то же время количество экспонатов, заявленных на выставку, увеличилось на 20% — с 970 до 1204, а количество докладов на конференции практически осталось на уровне 2001 г.

Главными новостями на OFC' 2002 явились сообщения об успехах, достигнутых в области создания новых технологий, которые успешно продолжают развиваться. Разработчиками и учеными были представлены новые типы “полых” оптических волокон, обладающих сильными нелинейными свойствами и имеющих большие перспективы для применения в качестве функциональных устройств в системах обработки информации и оптической связи, показаны возможности создания волоконно-оптических параметрических усилителей света, обсуждались проблемы создания пакетных переключателей световых каналов. Сообщалось также о проведении рекордных экспериментов по передаче терабитных сигналов по волоконно-оптическим каналам.

На конференции широко обсуждались проблемы развития технологии “полых” и микроструктурированных оптических волокон, изготавливаемых путем набора однородных стержней или трубок в заготовки и последующей вытяжки их в волокна, имеющих полости по всей длине. Такие волокна, по аналогии с кристаллами, имеют зонную энергетическую структуру, т. е. в них существуют разрешенные и запрещенные энергетические зоны, в которых свет с определенной длиной волны либо может, либо не может распространяться вдоль волокна. К настоящему времени разработаны основные концепции создания таких волокон, изучаются их свойства и потенциальные возможности применения. В докладе Т. Монро (T. Monro) из Саутгемптонского университета (Англия) показано, как можно создавать “полые” оптические волокна с сильными нелинейными свойствами для применения их в качестве элементов параметрических усилителей, рамановских усилителей, оптических переключателей и генерации солитонов. Показаны пути и возможности создания компенсаторов дисперсии на основе таких волокон на различные длины волн. В другом докладе, представленном Т. Монро с коллегами, сообщалось о создании одномодового “полого” волокна с эффективной нелинейностью 550 (Вт • км)^-1. Заготовка этого волокна диаметром 16 мм была изготовлена методом экструзии из стандартного стекла с высоким содержанием свинца, имеющим коэффициент преломления 1,8 (l=1,53 мкм). В результате д вухступенчатой перетяжки было получено волокно с внешним диаметром 120 мкм. Это первое в мире “полое” волокно, изготовленное из стандартного многокомпонентного стекла, причем коэффициент нелинейности этого волокна в 15 раз больше, чем в других типах “полых” оптических волокон. Такие волокна позволяют свести размеры нелинейных волоконных элементов до нескольких метров.

На этом же заседании датчанин К. П. Хансен (K. P. Hansen) сообщил о получении первого микроструктурированного волокна с нулевой дисперсией на длине волны 1550 нм, которое может обладать высокой нелинейностью в этом диапазоне. Волокно имело диаметр световедущей жилы 2,3 мкм, при сварке со стандартным одномодовым волокном потери составляли 0,3 дБ. Волокно сохраняло состояние поляризации световой волны при ее распространении, коэффициент нелинейности в два раза превышал коэффициент нелинейности стандартных нелинейных волокон. Волокно может применяться в оптических регенераторах и при синхронизации сигналов.

В докладе, представленном от фирмы Lucent Technologies, сообщалось о создании дырчатых волокон с управляемыми свойствами. В этих волокнах пустоты заполняются газом или жидкостью, и при изменении температуры волокна сильно изменяются коэффициент преломления и величина оптического затухания в волокне. Такие волокна перспективны для применения в качестве датчиков и для создания управляемых дифракционных решеток.

В связи с развитием технологии и созданием “полых” оптических волокон с высокими коэффициентами нелинейности на OFC' 2002 обсуждалась идея создания и применения в волоконно-оптических системах параметрических усилителей. В докладе Дж. Хансрида (J. Hansryd), представленном от компании CENiX Inc. и Чалморского технологического университета, сообщалось, что реализация параметрического усиления в волокне позволит создавать нешумящие оптические усилители. В докладе приводились данные, подтверждающие, что наклон кривой коэффициента усиления (крутизна усиления), измеренный в дБ • Вт • км, обычно выше при параметрическом усилении, чем при рамановском. Волокна с высокой нелинейностью при параметрическом усилении имеют крутизну усиления ~100, а рамановские усилители — 28. Докладчик полагает, что на основе “полых” волокон могут быть созданы параметрические усилители с крутизной усиления 400. Быстродействие таких усилителей лежит в фемтосекундном диапазоне, а усиление может быть реализовано в полосе 200 нм.

В докладе от фирмы Bell Labs сообщалось о новом подходе к проблеме параметрического усиления в оптическом волокне. В этом подходе накачка волоконного усилителя осуществлялась не на одной длине волны, а на двух, лежащих выше и ниже длины волны нулевой дисперсии волокна. Это позволяет получить высокоэффективное параметрическое усиление на одном волокне и одновременно компенсировать дисперсию без использования набора оптических волокон с разной дисперсией. Сообщалось, что величина коэффициента усиления составляет 40 дБ в полосе 22 нм.

О создании оптического волокна с рекордно низкими потерями было заявлено в докладе группы ученых и технологов фирмы Sumitomo. На длине волны 1568 нм потери в волокне составили 0,151 дБ/км. Это волокно имеет световедущую жилу из чистого кварца без примеси германия и две оболочки из кварца, легированного фтором. Потери на рэлеевское рассеяние в волокне составляют 0,128 дБ/км, суммарные потери на поглощение — 0,018 дБ/км, потери из-за несовершества волокна — 0,004 дБ/км. Общие потери в волокне в диапазоне длин волн 1520­1606 нм не более 0,160 дБ/км. Авторы утверждают, что применение такого волокна позволит на 30% увеличить расстояние между регенераторами по сравнению с линиями связи, в которых применяются одномодовые волокна со световедущей жилой, выполненной из кварца, легированного германием.

На конференции также был приведен ряд рекордных результатов по передаче терабитных сигналов на большие расстояния. Сотрудники компании Tyco Telecommunications сообщили о передаче по одному волокну 256 каналов по 10 Гбит/с каждый на расстояние 11000 км с полной информационной емкостью 2,56 Тбит/с. В линии передач использованы гибридные раман/эрбиевые волоконно-оптические усилители, обеспечивающие полосу передачи 80 нм.

Группа сотрудников фирмы Lucent Technologies сообщила о передаче по NZDS-волокну 64 каналов по 40 Гбит/с в каждом на расстояние 4000 км.

Таким образом, несмотря на резкие колебания на рынках телекоммуникаций, а также волокна и кабеля, новые волоконно-оптические технологии продолжают успешно развиваться.

Потапов Владимир Тимофеевич, доктор технических наук, профессор. Область научных интересов: оптоэлектроника и волоконная оптика. Имеет более 100 научных трудов. info@tkc.ru