Дипломна робота
Лазерні методи генерації несучих для широкосмугових каналів зв'язку
Реферат
Робота: сторінок, малюнків, таблиці, джерела.
Об'єктами дослідження є напівпровідникові хвилеводи з модульованим профілем діелектричної проникності, процес нелінійної генерації випромінювання різницевої частоти, надвисокочастотні оптоелектронні генератори, процес генерації гармонійних надвисокочастотних сигналів.
Мета роботи - дослідження лазерних методів генерації несучих для широкосмугових каналів зв'язку: дослідження ефективності нелінійної генерації в напівпровідникових хвилеводах з модульованим профілем діелектричної проникності, умов фазового квазісінхронізма в таких структурах, ефективності методів придушення побічних мод у спектрах оптоелектронних генераторів.
У роботі проаналізовано спосіб здійснення квазісінхронізма для нелінійної генерації різницевої частоти в планарних хвилеводах за допомогою модуляції профілю діелектричної проникності, а також способи придушення побічних мод в спектрі оптоелектронного генератора за допомогою оптоелектронних сигнальних процесорів.
Показано, що при потужності хвиль накачування 10 Вт потужність нелінійного перетворення в діапазоні довжин хвиль 11 - 24 мкм може складати 0.6 мкВт при торцевому виведенні і 0.12 мВт/мм 2 при виведенні випромінювання через поверхню структури, показана можливість зниження рівня побічних мод до - 130 дбн/Гц при частоті генерації в 60 ГГц і добротності надвисокочастотного смугового фільтра порядку 100.
Розроблені в даній дипломній роботі конструкції для генерації несучих для широкосмугових систем зв'язку можуть знайти широке застосування в галузі зв'язку, радіолокації, вимірювальних системах.
За результатами дипломної роботи виконані п`ять публікацій [20] - [24], серед яких стаття в журналі, що рецензується [20], доповідь на міжнародному семінарі [21]. Також результати дипломної роботи повністю або частково були представлені на 67-й, 68-й, 69-й наукових конференціях студентів та аспірантів БДУ, 8-м Білорусько-Російському семінарі «Напівпровідникові лазери і системи на їх основі» (Мінськ, 2011), 12-м Білорусько-Литовському семінарі «Мікрохвильові та оптоелектронні системи» (Вільнюс, 2011). Також в 2012 р подана заявка на патент «Оптоелектронний генератор». Дослідження в рамках дипломної роботи потримані грантами Міністерства освіти Республіки Білорусь, Білоруського державного університету.
Введення
На сьогоднішній день широкосмугові канали зв'язку починають активно застосовуватися у військових і цивільних системах зв'язку, радіолокації, телекомунікації, вимірювальної техніці. Кожне нове досягнення в технологіях побудови генераторів несучих для широкосмугових каналів зв'язку забезпечує підвищення швидкості передачі інформації в системах зв'язку, поліпшення якості радіолокаційних систем, вдосконалення вимірювальних приладів і систем випробування обладнання [1]. Несучі для широкосмугових каналів зв'язку сьогодні вимагають можливість модуляції з надвисокими частотами до 60 ГГц.
Як відомо, електромагнітне СВЧ-випромінювання з частотами вище 10 ГГц відчуває сильне загасання в атмосфері і коаксіальних металевих кабелях [2]. Для атмосферних оптичних ліній зв'язку можливе використання так званих вікон прозорості в середньому і далекому інфрачервоному діапазоні [3], [4]. Тобто для таких каналів зв'язку необхідна генерація несучої з довжиною хвилі від 10 до 50 нм. Для стаціонарних каналів зв'язку на основі кабелів можливе застосування концепції розподілу радіочастотного випромінювання в якості піднесе по оптичному волокну ( «radio over fiber», [5]). Однак у цьому випадку також існує проблема генерації випромінювання СВЧ-діапазону і подальшої модуляції цим випромінюванням лазерного випромінювання в оптичному волокні.
Нелінійне перетворення частоти дозволяє створювати джерела середнього і дальнього інфрачервоного (ІЧ) діапазону [6]. Особливо представляє інтерес реалізація такого перетворення в спектральному діапазоні [7], де генерація в квантово-каскадних лазерах при кімнатній температурі не реалізована (l gt; 16 мкм, [8], [9], [10]). Ефективному нелінійної взаємодії мод ближнього ІЧ-діапазону в планарних хвилеводах напівпровідникових гетероструктур перешкоджає нормальна дисперсія показника заломлення. Раніше запропоновані методи здійснення фазового синхронізму, засновані на збільшенні швидкості нелінійної поляризації при застосуванні для накачування поперечних короткохвильових мод різного порядку [11], уповільненні різницевої моди за допомогою впровадженої в хвилевід металевої решітки [12] або плазмового хвилев...
