Nieliniowe efekty optyczne

i ich wykorzystanie w przyrządach

optoelektroniki zintegrowanej

Prezentacja zawiera kopie folii omawianych na wykładzie.
Niniejsze opracowanie chronione jest prawem autorskim.
Wykorzystanie niekomercyjne dozwolone pod warunkiem
podania źródła.

© Sergiusz Patela 2004 - 2005

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Definicja

Nieliniowe zjawiska elektromagnetyczne pojawiają
się, gdy odpowiedź ośrodka (polaryzacja elektryczna,
gęstość prądu, magnetyzacja) jest nieliniową funkcją
pola elektrycznego lub magnetycznego.

Przykłady z elektrodynamiki klasycznej: krzywa
namagnesowania ferroelektryków, efekt Faradaya
(skręcenie płaszczyzny polaryzacji w polu
magnetycznym)

Przykłady zjawisk optyki nieliniowej: generacja
harmonicznych światła, nieliniowa zmiana
współczynnika załamania

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Wprowadzenie

Zazwyczaj natężenie (E) pola fali świetlnej jest znacznie
mniejsze od natężenia pól wewnątrzatomowych.
W takiej sytuacji występuje liniowy związek pomiędzy polem
(E) i indukcją (D).

Efekty nieliniowe pojawiają się przy gęstościach mocy wiązki
światła około 1 kW/cm

2

(10

7

W/m

2

) . Praca przyrządów

optyki nieliniowe wymaga mocy o rząd większej.

W światłowodzie, ze względu na małe pole przekroju taka
gęstość występuje nawet przy niewielkich mocach
całkowitych.

E

D

r

r

ε

=

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Gęstości mocy w światłowodach

Moc sygnału optycznego (P)

1 mW = 10

-3

W

Jednomodowe włókno światłowodowym
średnica pola modu (r)

10

µ

m

powierzchnia przekroju (S)

78,5*10

-12

m

2

gęstość mocy

P/S = 1,3*10

7

W/m

2

wystarcza do obserwacji

efektów nieliniowych

Światłowód paskowy
szerokość 5

µ

m

grubość 1

µ

m

Powierzchnia przekroju (S) 5* 10

-12

m

2

gęstość mocy

P/S = 20*10

7

W/m

2

pozwala zastosować efekt

nieliniowy w przyrządach fotonicznych.

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Zjawiska nieliniowe

Od lat 60-tych XX wieku obserwujemy intensywny
rozwój optyki nieliniowej. Zakres badań obejmuje
dziedziny takie jak:

•

generacja harmonicznych światła

•

spektroskopia nieliniowa

•

sprzęganie fazowe (phase conjugation)

•

bistabilność optyczna

•

przełączenia optyczne (optical switching)

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Liniowe równania falowe

∇ −

=

2

2

2

0

r

r

E

E

t

µε

∂

∂

∇

−

=

2

2

2

0

r

r

H

H

t

µε

∂

∂

(

)

[

]

z

t

i

x

E

E

y

y

β

ω

−

=

exp

)

(

0

[

]

0

0

2

2

2

0

2

=

β

−

+

∂

∂

y

y

E

k

x

E

Opis propagacji fali światła w światłowodzie planarnym:

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Równania materiałowe (optyka nieliniowa)

P

E

E

D

r

r

r

r

+

ε

=

ε

=

0

M

H

H

B

r

r

r

r

+

µ

=

µ

=

0

NL

P

P

P

L

+

=

r

Równania
materiałowe

NL

L

P

P

E

E

D

r

r

r

r

r

+

+

ε

=

ε

=

0

E

P

L

L

r

r

χ

ε

=

0

NL

L

P

E

P

r

r

r

+

χ

ε

=

0

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Klasyfikacja zjawisk optyki nieliniowej

Reakcję ośrodka na propagację fali świetlnej
charakteryzuje się za pomocą wektora polaryzacji
elektrycznej i tensora podatności elektrycznej

.

( )

( )

( )

( )

(

)

L

L

+

χ

+

+

χ

+

χ

+

χ

ε

=

n

n

E

EEE

EE

E

P

3

2

1

0

Jeżeli amplituda drgań będzie odpowiednio duża, w
odpowiedzi pojawią się składowe wyższych rzędów.

( )

E

E

P

χ

ε

0

=

efe

kty

lin

iow

e

n.li

n. 2

-go

rzę

du

n.li

n.

3-g

o r

zęd

u

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Dobór materiałów dla przyrządów

optoelektroniki nieliniowej

Wymogi
•duża nieliniowa podatność dielektryczna,
•przejrzystość w przedziale roboczych długości fali,
•odporność na wysokie natężenie światła,
•dostępność technologii struktur,
•odporność mechaniczna i termiczna
•stabilność parametrów optycznych.

Klasyfikacja
•organiczne i nieorganiczne,
•półprzewodnikowe i dielektryczne,
•jednorodne i kompozytowe.
•ciekłe kryształy

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Materiały dla wytwarzania optycznych struktur

nieliniowych

1. Materiały dla efektów drugiego rzędu (generacja harmonicznych)

2. Materiały dla efektów trzeciego rzędu (zmiana współczynnika
załamania)

3. Materiały specjalne (filtry domieszkowane mikrokryształami,
supersieci, kryształy fotoniczne (photonic bandgap materials)

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Wyprowadzenie nieliniowego

równania falowego (1)

(

)













∂

∂

−

×

∇

=

×

∇

×

∇

t

B

E

r

r

na pierwsze z równań działamy
obustronnie operatorem rotacji

E

E

E

2

div

grad

∇

−

=

×

∇

×

∇

i korzystamy z tożsamości operatorowej

(

)

H

t

t

H

E

E

r

r

×

∇

∂

∂

µ

−

=













∂

∂

µ

−

×

∇

=

∇

−

2

div

grad

Otrzymujemy

(

)

H

t

E

r

×

∇

∂

∂

µ

−

=

∇

−

2

przy braku ładunku przestrzennego div E = 0













∂

∂

∂

∂

µ

−

=

∇

−

t

D

t

E

r

r

2

Podstawiając za rot H z drugiego równania
Maxwella, otrzymamy

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Wyprowadzenie nieliniowego

równania falowego (2)

(

)

NL

L

P

P

E

t

t

D

t

E

+

+

ε

∂

∂

µ

−

=













∂

∂

∂

∂

µ

−

=

∇

−

r

r

r

0

2

2

2

Korzystając z równań materiałowych

(

)

NL

L

P

t

P

E

t

E

2

2

0

2

2

2

∂

∂

µ

=

+

ε

∂

∂

µ

−

∇

r

r

Przenosimy składniki „liniowe” na lewą stronę

P

E

E

D

r

r

r

r

+

ε

=

ε

=

0

E

P

E

L

L

r

r

r

ε

=

+

ε

0

( )

NL

L

P

t

E

t

E

2

2

2

2

2

∂

∂

µ

=

ε

∂

∂

µ

−

∇

r

r

NL

L

P

t

E

t

E

2

2

2

2

2

∂

∂

µ

=

∂

∂

µε

−

∇

r

r

NL

L

P

t

E

t

E

2

2

0

2

2

0

2

∂

∂

µ

=

∂

∂

ε

µ

−

∇

r

r

Dla większości stosowanych w
optyce nieliniowej ośrodków

µ

=

µ

o

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Nieliniowy współczynnik załamania

Nieliniowe współczynniki załamania opisuje się przy pomocy
następujących wzorów:

2

2

0

2

2

0

2

1

E

n

n

E

n

n

n

+

=

+

=

2

2

0

E

n

n

n

′

+

=

I

n

n

n

2

0

′′

+

=

w których: n

0

– liniowy współczynnik załamania,

〈 〉 – uśrednianie po czasie, E –

amplituda (obwiednia) wektora elektrycznego fali świetlnej, I – natężenie fali
świetlnej

Zależności pomiędzy współczynnikami n

2

, n’

2

, n”

2

:

2

0

2

2

4

2

n

cn

n

n

′′













π

=

′

=

Zależności pomiędzy nieliniowym współczynnikiem
załamania i współczynnikami nieliniowej podatności
zależą od konfiguracji przyrządu. Dla układu
jednowiązkowego zależność przyjmuje postać:

( )

(

)

ω

ω

−

ω

ω

−

χ

ε

=

,

,

;

4

3

3

2

0

2

cn

n

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Charakteryzacja materiałów

1. Podatności dielektryczne, nieliniowe współczynniki

załamania, pasmo transmisji, odporność na uszkodzenia
optyczne, ...

2. Współczynniki jakości nieliniowej

(

)

ω

ω

=

2

2

2

n

n

d

M

ij

ij

( )

λα

=

χ

2

1

3

n

M

α

λ

=

sat

sat

n

M

2

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Właściwości materiałów optycznych domieszkowanych

nanokryształami

Nano-

kryształ

M atryca

Nieliniowość, n

2

cm

-2

W

-2

Nileliniowość

χ

(3)

λ

nm

Czas

odpowiedzi

Ge

SiO

2

2,7 - 6,9 x 10

-13

800

<100fs, 1ps

1

Ag

Polistyren

Au

SiO

2

(0.4 -2.3)

x 10

-8

esu

530 -

570

Au

TiO

2

6x10

-7

esu

~680

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Materiały nieorganiczne stosowane do generacji

drugiej harmonicznej światła

Materiał

λ

[nm]

n

ω

WJN

ω

ω

2

2

2

n

n

d

eff

[x10

-24

m

2

/V

2

]

Odporność

na uszko-

dzenie

optyczne

[GW/cm

2

]

Pasmo

transmisji

[nm]

Kwarc

1064

1,5341

0,028

1,2

KDP

1058

1,4938

0,029

1,0

200-1500

LiNbO

3

d

31

1058

2,2322

1,84

0,1

350-4500

LiNbO

3

d

33

1152

2,1506

89,69

KTP

1064

1,74-1,83

9,35

0,65

350-4500

ZnO

1058

1,95

0,4

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Właściwości niektórych materiałów nieliniowych

trzeciego rzędu

Materiał

λ

n

2

odpowiedź

τ

α

n

2

/

λα

∆

n

sat

∆

n

sat

/

λα

µ

m

m

2

/W

s

1/cm

x10

-8

GaAlAs

r

1

10

-8

10

-8

10

4

1

0,1

0,1

GaAlAs

nr

1

10

-12

10

-8

30

0,033

2x10

-3

0,9

m.k. CdS

x

Se

1-x

1

10-

14

10

-11

3

0,003

5x10

-5

0,3

SiO

2

1

10

-20

10

-14

10

-5

10

-3

>10

-6

>1000

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Podstawowa klasyfikacja zjawisk fizycznych

stosowanych w modulatorach światłowodowych

1. Zjawiska absorpcyjne: zmiana współczynnika

absorpcji (zmiana natężenia wiązki).

2. Zjawiska refrakcyjne: zmiany współczynnika

załamania (zmiana fazy lub kierunku
rozchodzenia się wiązki, zmiana wartości kąta
granicznego).

3. Konstrukcje opto-mechaniczne

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Podstawowe typy modulatorów światłowodowych

modulator elektroabsorpcyjny

sygnał

modulator Macha-Zehndera

-

sygnał

sprzęgacz kierunkowy

sygnał

sprzęgacz X

sygnał

modulator akustooptyczny - dyfrakcyjny

sygnał

modulator mikromechaniczny

sygnał

promień w
światłowodzie
planarnym

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Podstawowe typy przełączników półprzewodnikowych

1. Przełącznik na interferometrze
Macha-Zehndera

2. Sprzęgacz kierunkowy

3. Konwerter modów (binarny
przełącznik optyczny/digital optical

switch)

4. Wzmacniacz półprzewodnikowy
(aktywny przełącznik przestrzenny)

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Przykłady urządzeń optyki nieliniowej

• Urządzenia aktywne z optycznym wymuszeniem

nieliniowym

• Całkowicie optyczne przełączniki bistabilne

• Generatory harmonicznych

• Światłowody i transmisja solitonowa

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Zintegrowane urządzenia optyki nieliniowej

!

nieliniowe sprzęgacze o stałych rozłożonych

(siatkowy, pryzmatyczny)

!

nieliniowe odchylanie wiązki (modulator

przestrzenny)

!

nieliniowe sprzęgacze kierunkowe

!

nieliniowe konwertery modów

!

nieliniowe sprzęgacze Y i X

!

nieliniowe siatki DFB (o stałych rozłożonych)

!

całkowicie optyczne urządzenia logiczne (bramki

optyczne)

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Nieliniowy współczynnik załamania

Optyka klasyczna - współczynnik załamania nie zależy od mocy optycznej.
Optyka nieliniowa - współczynnik załamania jest funkcją mocy

Nieliniowy
współczynnik załamania:

Gdzie:

n - liniowy współczynnik załamania
n

2

- nieliniowy wsp. załamania szkła kwarc. = 3,2

×

10

-16

cm

2

/W

A - powierzchnia pola modu

W światłowodach ze szkła kwarcowego w typowych warunkach n

2

< 10

-7













+

=

A

P

n

n

n

2

'

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Optyka zintegrowana a optyka nieliniowa

Światłowody pozwalają na łatwe badanie i

wykorzystanie optycznych efektów nieliniowych.

Specyficzne cechy, które odróżniają struktury

światłowodowe od materiałów objętościowych to:

!

duża gęstość energii świetlnej w strukturach

światłowodowych o małym przekroju poprzecznym

!

propagacja wiązki na duże odległości bez

rozbieżności dyfrakcyjnej

!

możliwość uzyskania nieliniowego dopasowania

fazy (poprzez manipulację własnościami

modowymi światłowodów)

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Optyczna bramka XOR

Moc optyczna prowadzona a gałęziach a i b kontroluje pojawienie się
na wyjściu sygnału optycznego z gałęzi c. Elektrody służą do ustawienia
punktu pracy urządzenia (początkowe przesunięcie fazy pomiędzy
gałęziami =

π

).

TE

TE

TM

polaryzator
transm. TM

a

c

b

Funkcja XOR:

A B Q

0 0 0

1 0 1

0 1 1

1 1 0

U(

π

)

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0

0,5

1

1,5

2

Nieliniowy deflektor wiązki

n

c

n

f

n

s

Λ

s

β

s

β

c

s

w

o

θ

c

θ

s

(I

c

)

(λ

c

)

(λ

s

)

Wiązka

sterująca

Wiązka

odchylana

z

Moc wejściowa Pc [W]

Zmiana k

ąta wi

ązki wyj

ści

ow

ej

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Nieliniowy sprzęgacz kierunkowy

t

t

t

KANAŁ 1

KANAŁ 2

stan prosty

stan krzyżowy

linią przerywaną oznaczono
działanie modulatora wykonanego w
ośrodku liniowym

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Nieliniowa siatka DFB

n

fo

+ n

2

I

E

f

n

s

δ

L

d

E

b

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Nieliniowy modulator Macha-Zehndera

Obszar aktywny

Światłowód paskowy

Dzielnik Y

Podłoże GaAs

GaAs
Al

x

Ga

1-x

As

Sygnał modulujący

laser lub światłowód

Zmodulowany sygnał wyjściowy

Sygnał wejściowy

λ

=1.3

µ

m

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Efekty nieliniowe w światłowodach z LiNbO

3

Materiał

λ

[nm]

n

ω

WJN

ω

ω

2

2

2

n

n

d

eff

[x10

-24

m

2

/V

2

]

Odporność

na uszko-

dzenie

optyczne

[GW/cm

2

]

Pasmo

transmisji

[nm]

LiNbO

3

d

31

1058

2,2322

1,84

0,1

350-4500

LiNbO

3

d

33

1152

2,1506

89,69

Brak możliwości uzyskania
dopasowania fazowego w krysztale
objętościowym

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Generator drugiej harmonicznej

Promień diody
laserowej
(

λ

=0,84

µ

m)

Światłowód
paskowy

Podłoże LiNbO

3

Promień drugiej
harmonicznej

λ

=0,42

µ

m

Dioda laserow a

λ

=0,84

µ

m

H

+

:LiNbO

3

LiNbO

3

λ

2=0,42

µ

m

5

10

50

100

P

0,84

[mW]

P

0,42

[mW]

0,01

0,05

0,1

0,5

1,0

Światłowodowa konstrukcja generatora drugiej harmonicznej. Przyrząd
wykonano na bazie światłowodu otrzymanego metodą wymiany protonowej
w niobianie litu. (a) struktura światłowodu. (b) efektywność generacji drugiej
harmonicznej w funkcji mocy wejściowej.

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Tworzenie solitonu - podstawowe efekty fizyczne

• Dyspersja prędkości grupowej

• Auto-modulacja fazy

Zasada tworzenia solitonu: impuls o kształcie i mocy

dobranych tak,

aby dyspersja prędkości grupowej i auto-modulacja fazy

kompensowały

się wzajemnie.

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Propagacja solitonu w światłowodzie

Soliton pierwszego rzędu, wprowadzono impuls gaussowski,
widać ewolucję impulsu. Po uformowaniu się solitonu,
rozchodzi się on w światłowodzie bez zmiany kształtu

(

)

( )

τ

=

τ

=

h

z

U

sec

,

0

0

1

T

z

t

β

−

=

τ

1

1

v

−

=

β

g

T

0

= szerokość impulsu

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Całkowicie optyczny przełącznik bistabilny

700

800

a

P

wy

P

we

900

[j.w.]

Bistabilność optyczna (uzyskana w układzie sprzęgacza
pryzmatycznego)

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Przykłady konstrukcji przełączników bistabilnych

Rezonator Fabry-Perota z ośrodkiem nieliniowym

Nieliniowy sprzęgacz pryzmatyczny

Laser Ar

+

Luneta

Filtr
szary

Dzielnik

wiązki

Sprzęgacze
pryzmatyczne

Detektor

P

wy

P

we

Detektor

Corning 7059
światłowód

Schott GG495
Filtr szklany

Ośrodek nieliniowy

Zwierciadło

Zwierciadło

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Bistabilność w światłowodach planarnych

kąt [

°]

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

P

wy

P

we

= 42 mW

P

we

= 420 mW

[j.w.]

Bistabilność optyczna
realizowana w układzie
sprzęgacza pryzmatycznego.
Ustalono moc wprowadzanej
wiązki i zmieniano kąt
sprzęgania.

λ

= 5145nm, P

in

=

42mW, P

in

= 420mW

700

800

a

P

wy

P

we

900

[j.w.]

Bistabilność optyczna
realizowana w układzie
sprzęgacza pryzmatycznego.
Ustalono kąt wprowadzania
światła, zmieniano moc
wprowadzanej wiązki. Kąt
wprowadzania światła 13,48

°

. W

punkcie a układ pozostawał
(stabilnie) 10 min

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Stymulowany optycznie modulator światłowodowy

Obszar zmiany

Światłowód
paskowy

Rozgałęziacz Y

Podłoże GaAs

GaAs
Al

x

Ga

1-x

As

Sygnał modulujący:

laser lub światłowód włóknisty

Sygnał wyjściowy
zmodulowany

Sygnał
wejściowy

1 2 3 4 5

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

M [%]

P

opt

[mW]

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Stanowisko do przeprowadzania pomiarów właściwości
nieliniowych światłowodów metodą sprzęgacza pryzmatycznego.
EW - ekspander wiązki, FS - filtr szary, DW - dzielnik wiązki, SP -
sprzęgacz pryzmatyczny, D - detektory

Sprzęgacz pryzmatyczny

Laser Ar

+

EW

FS

DW

SP

D

P

wy

P

we

D

Corning 7059

światłowód szklany

Schott GG495

filtr szklany

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Moc wyjściowa w funkcji mocy wejściowej dla modów TE

0

i TM

0

światłowodu jednomodowego. Linia (

---

) reprezentuje ekstrapolowane

wyniki dla sprzęgania z małą mocą

Nieliniowy sprzęgacz pryzmatyczny

TE

0

TM

0

0,5 dB/cm

1,7 dB/cm

P

w

y

[mW]

1

2

3

4

100

200

300

400

500

600

P

we

[mW]

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Schemat układu do pomiaru nieliniowości światłowodów w
układzie interferometru Macha-Zehndera

Interferometryczny pomiar nieliniowości

Wiązka lasera

Sprzęgacze

pryzmatyczne

światłowód

Podłoże

Fotodiody

Woltomierz

homodynowy

Rejestrator

X-Y

Piezo -
przesuw

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Zmiana fazy wywołana nieliniowymi zmianami współczynnika załamania
światłowodu w funkcji mocy wiązki światła

Interferometryczny pomiar nieliniowości

P

wy

[j

.w

.]

P

we

[mW]

20 30 40 50 60

Zależność mocy wyjściowej światła od
mocy wejściowej w układzie
interferometru. Mierzono mod TE

2

,

całkowite czasy pomiaru 17s (linia
przerywana) i 8,5s (linia ciągła)

TE

1

488 nm

514,5 nm

P

in

[mW]

Φ

4

π

2

π

0

0

50

100

150

200

TE

3

488 nm

514,5 nm

P

in

[mW]

Φ

4

π

2

π

0

0

50

100

150

200

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Nieliniowe przełączniki optyczne

(przełączniki kontrolowane optycznie)

1. Nonlinear optical loop mirror (NOLM)

2. Non-Linear Amplifying Optical Loop Mirror (NALM)

3. Nieliniowy sprzęgacz kierunkowy

4. Nieliniowy interferometr Macha-Zehndera

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

Nonlinear optical loop mirror (NOLM)

Przyrząd składa się ze sprzęgacza światłowodowego (fused fiber coupler)
przyspawanego do pętli światłowodowej. Przyrząd wykorzystuje
nieliniowy efekt Kerra. Dwa promienie poruszające się w przeciwnych
kierunkach są przesunięte w fazie o różne wartości. Przesunięcie fazy
zależy od mocy optycznej. Zastosowanie przyrządu: ogranicznik szumu,
bramka optyczna, optyczne przetwarzanie informacji (cyfrowe)

Sprzęgacz

≠

50%,

⇒ całkowite sprzężenie nie jest możliwe.

Pętla

światłowodu

Sprzęgacz

≠

50:50

Wyjście

Wejście

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

The Non-Linear Amplifying Optical Loop

Mirror (NALM)

Sprzęgacz = 50%,

⇒ możliwe całkowite sprzężenie

Pętla

światłowodu

Wyjście

Wejście

Dwukierunkowy

wzmacniacz EDFA

Sprzęgacz

=

50:50

Sergiusz Patela

Nieliniowa optoelektronika zintegrowana

NOLM jako bramka optyczny

Demultipleksacja strumienia danych
TDM. Impulsy kontrolne wybierają
kanały z szybkiego strumienia danych
multipleksowanych czasowo (TDM)

NOLM skonfigurowane jako
bramka logiczna AND

Strumień danych wejściowych

Impulsy kontrolne

Dane wyjściowe

Impulsy kontrolne

Dane wejściowe

Sprzęgacz

WDM

Pętla

światłowodu

Fiber Loop

Sprzęgacz

50:50