Pulse shaping for all-optical signal processing of ultra-high bit rate serial data signals

摘要

Denne afhandling omhandler pulsformning og manipulering af optiske bølge- former til optisk signal behandling af ultrahurtige serielle data signaler, herunder frembringelsen optiske pulser af femtosekunders varighed, seriel til parallel konvertering, og koherent optisk tidslig multiplexing (OTDM) ved Terabaud symbolhastigheder. En stor del af afhandlingen fokuserer på brugen af rum-tid dualiteter til manipulering af pulsformer og Fourier transformation. Denne såkaldte rum-tid dualitet er baggrunden for optisk Fourier transformations (OFT) teknikken som bruges til at skifte mellem det tidslige og det spektrale domne. Ved at anvende OFT teknikken (fra frekvens til tid) og optisk tids differentiering baseret pa long-period gratings (LPG) lykkes det at frembringe ad-top pulser af pikosekunders varighed. Disse anvendes i forbindelse med OTDM demultiplexing til at dæmpe effekten af tidslig jitter samt til at opnå polarisationsuafhngighed. OFT teknikken (frekvens til tid) anvendes også til optisk synkronisering og re-timing. Denne afhandling præsenterer også en ny metode til optisk seriel til parallel konvertering baseret pa OFT teknikken (fra tid til frekvens). Denne metode er baseret pa firebølgeblanding (FWM) mellem disperserede OTDM pulser og lineært chirpede pumpe pulser, hvilket resulterer i en spektral komprimering af OTDM kanalerne der således kan konverteres direkte til et dense wavelength division multiplexing (DWDM) gitter. Metoden anvendes pa OTDM signaler med symbolrater op til 640 GBd som konverteres til DWDM gitre med kanalafstande fra 100 GHz og ned til 25 GHz, i overensstemmelse med ITU-T specifikationerne. Til sidst præsenteres nye resultater indenfor OTDM transmissionssystemer med digital kohrent detektion, hvor der opnås rekordhøje bit hastigheder for datasignaler på en bølgelængde. Her demonstreres 5.1 Tbit/s (640 GBd) transmission over 80 km fiber og 10.2 Tbit/s (1.28 TBd) transmission over 29 km dispersion managed fiber (DMF).