Fig 1 - uploaded by Jose C. Boggio
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Experimental set-up. VOA: variable optical attenuator.
Source publication
We measure four wave mixing tones generated by two signals within two pump fiber optical parametric amplifiers. Intensities of tones grow with length of fiber and signal power and show little dependence on signal separation
Contexts in source publication
Context 1
... Fig. 1 we show the experimental set-up used in our experiments. Two cw tunable lasers (λ P1 and λ P2 ) used as pumps, were frequency modulated to avoid stimulated Brillouin scattering using a phase modulator (PM), driven by two electrically combined RF sinusoidal signals. Then the lasers were demultiplexed using a WDM coupler (WDMC), boosted ...
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Citations
The objective of this thesis is to investigate the suitability of fibre optical parametric amplifiers (FOPAs) for use in multi-channel, dynamic networks. First, we investigate their quasi-static behaviour in such an environment. We study the behaviour of a FOPA under realistic conditions and we examine the impact on the gain spectrum of channel addition for several different operating conditions and regimes. In particular, we examine the impact of surviving channel(s) position, input power and channel spacing. We see how these parameters affect the gain tilt as well as its dynamic characteristics, namely the generation of under or over-shoots at the transition point, possible dependence of rise and fall times on any of the aforementioned parameters and how the gain excursions depend on those parameters. For these studies we assume continuous wave operation for all signals. We observe that the gain spectrum changes are a function of the position and the spacing of the channels. We also find that the gain excursion can reach several dBs (up to 5 dB) in the case of channel add/drop and are heavily dependent on the position of the surviving channels. The channels located in the middle of the transmission band are more prone to channel add/drop-induced gain changes. Moreover, we investigate for the first time the FOPA dynamic behaviour in a packet switching scenario. This part of the study assumes that all but one channels normally vary in a packet-switched fashion. The remaining channel (probe channel) is expected to undergo gain variations due to the perturbation of the system experienced by the other channels. Furthermore, we consider several different scenarios for which the channels spacing, per channel input power (PCIP), variance of the power fluctuation and position of the probe channel will change. We find that when the FOPA operates near saturation the target gain is not achieved more than 50% of the time while the peak-to-peak gain excursions can exceed 1 dB. Next, we introduce modulated channels to the amplifier in order to compare their effect on the Bit Error Rate (BER) performance. We consider the impact on FOPAs when employing different modulation formats, such as RZ, NRZ and RZ-DPSK. Carefully selected modulation formats can improve BER performance and reduce the effects of cross-phase modulation, four wave mixing (FWM) products generation or dispersion (non-linear and linear inter-channel interference). Especially for the case of FOPAs, because of the ultra-fast interaction times of the FWM phenomenon, cross gain modulation can be a great deterrent for using FOPAs. We use RZ-DPSK in order to suppress the WDM signal crosstalk. Only by using RZ-DPSK, we obtain an improved receiver sensitivity of 5 dB when operating at 40 Gb/s. Finally, we investigate ways to mitigate such effects as the ones described above (gain excursions, gain tilt etc.). We demonstrate that by using a ring configuration with optical feedback for the first time in FOPAs, we can achieve all-optical gain clamping (AOGC), mitigating gain excursions and attaining gain, independent of channel input power for a large range of PCIP. For example, with the use of AOGC, we reduce the add/drop-induced gain excursions from 4 dB to 0.6 dB. Also, by the combined use of AOGC and RZ-DPSK, we mitigate most of the aforementioned hindrances described above. L'objectif de cette thèse est d'explorer l'utilité des amplificateurs paramétriques à fibre optique (APFO) à l'intérieur de réseaux dynamiques à canaux multiples.Tout d'abord, nous investiguons le comportement quasi-statique des amplificateurs dans un tel environnement. Nous étudions le comportement d'un APFO dans des conditions réalistes et nous examinons l'impact de l'addition de canaux sur le spectre d'amplification sous plusieurs conditions d'opération. En particulier, nous examinons l'impact de la position du canal survivant, de la puissance initiale et de l'espace des canaux. Nous présentons comment ces paramètres affectent l'inclinaison du spectre d'amplification ainsi que sa dynamique, incluant la présence de dépassements et de sous-dépassements au point de transition, la dépendance possible des temps de monté et de descentes sur les paramètres mentionnés précédemment et comment l'amplification varie selon ces paramètres. Pour ces études nous assumons une opération continue pour tous les signaux. Nous observons que les changements au spectre d'amplification se produisent en fonction de la position et de l'espacement des canaux. Nous remarquons aussi que la variation d'amplification peut atteindre plusieurs dB (jusqu'à 5 dB) dans le cas de l'ajout ou de la suppression de plusieurs canaux et qu'elle dépend lourdement de la position des canaux survivants. Les canaux situés au centre de la bande de transmission sont plus susceptible aux variations d'amplification due à l'ajout ou à la suppression d'autres canaux.De plus, nous étudions pour la première fois le comportement dynamique d'un APFO dans un réseau où il y a commutation par paquets. Cette portion de l'étude assume que tous les canaux sauf un varient selon une distribution Gaussienne. Le canal restant devrait subir des variations d'amplification du aux perturbations causé par les autres canaux. Nous considérons aussi plusieurs scénarios différents pour lesquels l'espacement des canaux, leur puissance initiale, la variance des fluctuations de puissance et la position du canal de test changent. Nous observons que lorsque l'APFO fonctionne près du point de saturation l'objectif d'amplification est atteint moins que 50% du temps et que les variations d'amplification peuvent dépasser 1 dB.Ensuite, nous utilisons des canaux modulés avec différentes techniques (RZ, NRZ et RZ-DPSK) à fin de comparer leur impact sur le taux d'erreur des bits. Sélectionner le format de modulation optimal améliore le taux d'erreur et réduit les effets de modulation d'amplification croisée, de mélange à quatre ondes et la dispersion. À cause des temps d'interaction très rapide des effets de mélange à quatre ondes, la modulation d'amplification croisée peut être très problématique lors de l'utilisation de APFOs. Nous employons une modulation RZ-DPSK pour éliminer la diaphonie entre les canaux. En utilisant la RZ-DPSK, nous obtenons une augmentation de la sensibilité du récepteur de 5 dB en opérant à 40 Gb/s.Finalement, nous étudions des moyens de réduire les effets mentionnés ci-dessus. Nous démontrons pour la première fois dans des APFOs qu'en utilisant une configuration en anneau avec une contre-réaction optique nous pouvons obtenir un calage d'amplification tout-optique (CATO), réduire les variations d'amplifications et réaliser une amplification constante et indépendante de la puissance initiale. Par exemple, avec l'utilisation de CATO, nous réduisons les variations d'amplification de 4 dB à 0.6 dB. De plus, en combinant le CATO et la RZ-DPSK, nous diminuons grandement la plupart des effets indésirables mentionnés précédemment.
