Publication: Estrategias de control en fase sobre interferómetro óptico para conmutar sistemas de alta velocidad
Date
2022
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Publisher
Universidad Católica de la Santísima Concepción
Abstract
Las fibras ópticas han sido un elemento importante en comunicaciones, ya que poseen características óptimas que permiten enlazar sistemas de comunicaciones, con menor atenuación y mayor ancho de banda respecto a otros medios de transmisión (como por ejemplo el cable metálico). Esta particularidad se está utilizando para generar sistemas de comunicaciones seguras, utilizando arquitecturas que permiten medir interferencia óptica, configuraciones que son conocidas como interferómetros. Los interferómetros construidos con fibras ópticas presentan ruido de fase. El ruido de fase afecta en la calidad de las señales en el interferómetro, las cuales son medidas con parámetros conocidos como visibilidad en la interferencia óptica y Crosstalk entre caminos. El ruido de fase ha sido estabilizado con estrategias continuas e intermitentes, utilizando diferentes longitudes de onda para la eliminación del ruido de fase. Un novedoso método de estabilización controla el ruido de fase, utilizando una técnica que inserta un láser de control de forma inversa por el interferómetro, permitiendo transmitir señales de forma directa. Este método podría ofrecer un control continuo utilizando un láser de control con la misma longitud de onda que la señal directa a operar dentro de un interferómetro con una alta calidad.
En este trabajo se busca implementar un control inverso para eliminar el ruido de fase sobre un interferómetro de 4 brazos, para manipular señales ópticas con alta calidad. Para realizar esto, se utilizaron las dependencias de la Universidad Católica de la Santísima Concepción (UCSC) y el Instituto Milenio de Investigación en Óptica (MIRO) en la Universidad de Concepción (UdeC). En la UCSC se realizó el montaje de un Interferómetro Mach-Zehnder (MZI) de 2x2, y en la UdeC se operó sobre un MZI de 4x4 para evaluar Crosstalk y Visibilidad, con una previa calibración de los elementos que componen un MZI.
Entre nuestros resultados principales tenemos que, si el control directo e inverso es aplicado de forma independiente sobre un interferómetro de 4 brazos, se obtienen visibilidades superiores al 97% y Crosstalk promedio aproximado a -20[dB]. Además, demostramos que el control puede ser aplicado en toda la banda C (1530 a 1570 nm). Por otro lado, no se pudo aplicar el control inverso en conjunto con la señal a manipular debido a problemas en polarización del sistema. Sin embargo, con esta estrategia se logró evaluar el impacto en la visibilidad al controlar con la misma longitud de onda en forma continua sobre un sistema de 2 brazos reportando un decaimiento cuadrático en la visibilidad a medida que se separa de la longitud de onda.
Description
Informe de Habilitación Profesional para optar al grado académico de Licenciado en Ciencias de la Ingeniería y al título de Ingeniero Civil Eléctrico.
Keywords
Interferómetro, Control directo, Control inverso, Facultad de Ingeniería, Ingeniería Civil Eléctrica