Способ формирования оптических солитонов и устройство для его осуществления

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ СОЛИТОНОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(71) Заявитель Институт электроники Национальной академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт электроники Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Способ формирования оптических солитонов, заключающийся в генерации лазерного оптического излучения, генерации модулирующих электрических сигналов, модуляции и компрессии оптических сигналов,отличающийся тем, что одновременно с модуляцией осуществляют мультиплексирование оптических сигналов, а модулирующие электрические сигналы получают из исходной последовательности электрических сигналов путем формирования нескольких последовательностей импульсных электрических сигналов с последующей их компрессией, причем последовательности импульсных электрических сигналов генерируют на одной несущей частоте сдвинутыми по времени друг относительно друга на равные промежутки, при этом компрессию электрических сигналов выполняют таким образом, что форма сигналов после нее близка к треугольной. 2. Устройство для формирования оптических солитонов, содержащее генератор, оптически последовательно связанные лазер, модулятор, блок компрессии оптических сигналов, отличающееся тем, что включаетформирователей электрических сигналов, входы которых соединены с выходом генератора, а выходы - через соответствующиеблоков компрессии - с электрическими входами модулятора, причемформирователей электрических сигналов подключены к генератору с фиксированным сдвигом по времени относительно друг друга, равным Т/,где Т - период частоты следования сигналов на выходе генератора. 3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что блоки компрессии электрических сигналов содержат в своем составе ряд последовательно соединенных нелинейных элементов. 4465 1 4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что блоки компрессии электрических сигналов выполнены из варикапов, которые последовательно соединены низкоомной полосковой линией. Изобретение относится к элементной базе техники связи и обработки информации и может быть использовано для передачи информации в высокопроизводительных системах, в том числе и в вычислительных сетях. Наиболее близким по технической сущности является способ формирования солитонов 1, в котором осуществляется генерация оптического излучения, его модуляция по амплитуде и фазе, генерация 2-х синусоидальных непрерывных модулирующих сигналов различных частот, гармонически связанных между собой, компрессия оптических импульсов. Известно устройство 1 для реализации данного способа, содержащее оптически последовательно связанные лазер, модулятор с первым и вторым входами для амплитудной и фазовой модуляции, компрессии оптического сигнала, а также первый генератор синусоидального сигнала, соединенный с первым входом модулятора, второй модулятор синусоидального сигнала, подключенный ко второму входу модулятора. Указанный способ и реализующее его устройство не обеспечивают высокую частоту формирования оптических солитонов, т.к. последняя совпадает по величине с частотой модуляции фазы, т.е. полоса частот используемых электрооптических модуляторов и электронных генераторов не используется в полной мере. Техническая задача - увеличение частоты формирования оптических солитонов. Поставленная техническая задача решается тем, что в способе формирования оптических солитонов генерируют лазерное оптическое излучение, генерируют модулирующие электрические сигналы, модулируют и осуществляют компрессию оптических сигналов, одновременно с модуляцией осуществляют мультиплексирование оптических сигналов, а модулирующие электрические сигналы получают из исходной последовательности электрических сигналов путем формирования нескольких последовательностей импульсных электрических сигналов с последующей их компрессией, причем последовательности импульсных электрических сигналов генерируют на одной несущей частоте сдвинутыми по времени друг относительно друга на равные промежутки, при этом компрессию электрических сигналов выполняют таким образом, что форма сигналов после нее близка к треугольной. Поставленная техническая задача решается тем, что устройство для формирования оптических солитонов,содержащее генератор, оптически последовательно связанные лазер, модулятор, блок компрессии оптического сигнала, отличается тем, что включаетформирователей электрических сигналов, входы которых соединены с выходом генератора, а выходы - через соответствующиеблоков компрессии - с электрическими входами модулятора, причемформирователей электрических сигналов подключены к генератору с фиксированным сдвигом по времени относительно друг друга, равным /, где Т - период частоты следования сигналов на выходе генератора. Эффективное решение поставленной задачи достигается за счет того, что блоки компрессии электрических сигналов содержат в своем составе ряд последовательно соединенных нелинейных элементов. Блоки компрессии электрических сигналов выполнены в виде варикапов, которые последовательно соединены низкоомной полосковой линией. Способ формирования оптических солитонов характеризуется следующей последовательностью операций генерируют лазерное оптическое излучение, генерируют исходную последовательность электрических сигналов на несущей частоте, модулирующие электрические сигналы получают из исходной последовательности электрических сигналов путем формирования нескольких последовательностей импульсных электрических сигналов с последующей их компрессией, причем последовательности импульсных электрических сигналов генерируют на одной несущей частоте сдвинутыми по времени друг относительно друга на равные промежутки, при этом компрессию электрических сигналов выполняют таким образом, что форма сигналов после нее близка к треугольной, модулируют и одновременно с модуляцией осуществляют мультиплексирование оптических сигналов, выполняют компрессию оптических сигналов. Сущность устройства для реализации способа формирования оптических солитонов поясняется на фигуре, на которой приведена блок-схема устройства, где 1 - лазер, 2 - модулятор, 3 - блок компрессии оптического сигнала, 4 генератор, 5, 6 - первый и -й формирователи электрических сигналов, 7, 8 - первый и -й блоки компрессии электрических сигналов. Устройство для формирования оптических солитонов содержит оптически последовательно связанные лазер 1, модулятор 2, блок компрессии оптического сигнала 3. Выход генератора 4 соединен со входами 2 4465 1 первого 5 и -го 6 формирователей электрического сигнала, выходы последних соединены со входами соответственно первого 7 и -го 8 блоков компрессии электрических сигналов, выходы которых подключены к модулятору 2. Работает устройство следующим образом. Непрерывный одномодовый сигнал с выхода лазера 1 поступает в модулятор 2, где разветвляется по двум каналам интерферометра и в исходном состоянии (между временными интервалами прихода входных электрических модулирующих сигналов) под действием сдвига фаз 180 , заданного постоянным смещениемна электроде модулятора 2, на выходе модулятора 2 оптический сигнал отсутствует. С выхода генератора 4 непрерывно поступает электрический сигнал с периодом Т. Указанный электрический сигнал подается на входы первого 5, и -го 6 формирователей электрических сигналов с равным друг относительно друга сдвигом по времени, где из передних фронтов формируются укороченные импульсные сигналы. Указанные сигналы с задержкой во времени Т/ относительно друг друга поступают на входы первого 7 и -го 8 блоков компрессии электрического сигнала, где в нелинейных полосковых элементах происходит уменьшение длительности импульсных электрических сигналов в 3 раза. Полученные модулирующие сигналы заданной формы поступают на входы модулятора 2, где с помощьюпоследовательностей модулирующих электрических сигналов в соответствии с передаточной характеристикой модулятора 2 получаются спектрально-ограниченные оптические сигналы, мультиплексированные в один канал, т.е. имеющие частоту следования, увеличенную враз. Данные оптические сигналы, поступившие на вход блока 3 компрессии оптических сигналов за счет нелинейных эффектов в одномодовом волокне сжимаются во времени и формируются в оптические солитоны. Форма модулирующих электрических сигналов, близкая к треугольной, позволяет получить на выходе модулятора 2 оптические спектрально-ограниченные сигналы, необходимые для последующего формирования солитонов. Такую форму электрических, достаточно коротких сигналов позволяют реализовать блоки компрессии, состоящие из варикапов, соединенных низкоомной полосковой линией. Модулирующие электические сигналы должны быть такими короткими, чтобы обеспечить мультиплексирование и эффективное использование полосы частот входных цепей модулятора 2, т.е. в предлагаемом изобретении частота формирования оптических солитонов не ограничивается частотными свойствами электрических цепей модулятора 2 и используемой электронной элементной базой. Источники информации 1.5477375 , 1995. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.