ИССЛЕДОВАНИЕ МАЛОМОДОВЫХ РЕЖИМОВ СКРЕМБЛЕРА МОД NEWPORT FM-01

Маломодовый режим передачи оптического сигнала по многомодовому волокну – перспективное решение современности для достижения высокой скорости передачи данных и увеличения объема передаваемой информации. Однако основной проблемой встала задача избавления от ДМЗ, в связи с чем было принято решение об использовании скремблера мод Newport FM-01, для влияния на модовый состав и управления ДМЗ.

Скремблер мод Newport FM-1 (рис. 1) использует высокоточный ступенчатый сдвиг для прессования короткого отрезка многомодового волокна между специально разработанными поверхностями, которые вносят микроизгиб в волокно.

Рисунок 1. Скремблер мод Newport FM-01

Каждая крупная градация представляет собой изменение расстояния между гофрированными поверхностями на 25 мкм; меньшие градации представляют смещения 12,5 мкм.

Эксперимент был проведен в двух вариациях, а именно, менялось положение модового скремблера Newport FM-01. В первом случае скремблер введен в схему после каскада из двух оптических катушек, суммарной протяженностью около 1017 метров, сваренных последовательно (рис. 2). Во втором случае скремблер Newport FM-01 был введен в схему непосредственно после выхода оптического сигнала из суперлюминесцентного диода SLD 1300-14BF (рис. 3).

Рисунок 2. Схема номер 1

Рисунок 3. Схема номер 2

Процесс проверки влияния модового скремблера Newport FM-01 на модовый состав, заключался в пошаговом повороте ручки скремблера по часовой стрелке на 0.5, 1.5, 2, 2.5, 3 шага, что составило изменение расстояния на 12.5 мкм, 37.5 мкм, 50 мкм, 62.5 мкм, 75 мкм соответственно. Полученные спектральные отклики сохранены для дальнейшей обработки. Пример спектрального отклика на 0.5 шага градуированной шкалы (рис. 4).

Рисунок 4. Спектральный отклик. Шаг 0.5

Вторая часть эксперимента проведена в аналогичном порядке, таким же шагом смещения гофрированных поверхностей скремблера.

Полученные данные обработаны в ПО MathWorks MatLab. Построены графики, на которых представлены опорный спектр лазера и спектр построенный по массиву точек (рис. 5).

Рисунок 5. Сравнение спектров

Следующий шаг обработки данных, определение координат граничных точек диапазона спектра отсеиваемого волоконной решёткой Брэгга (рис. 6).

Рисунок 6. Координаты граничного пика

По полученным координатам построен график (рис. 7), на котором представлена зависимость изменения диапазона спектра от шага градуированной шкалы скремблера.

Рисунок 7. Зависимость изменения диапазона спектра от шага градуированной шкалы скремблера

Выводы.

График, построенный по результатам схемы номер 1 (кривая красного цвета) постепенно возрастает, что означает уширение диапазона спектра, отсеиваемого решёткой. Такое явление скорее всего происходит в связи с увеличением дифференциальная модовой задержки (ДМЗ).

График построенный по результатам схемы номер 2 (кривая фиолетового цвета) убывает, это означает что введённый в начало экспериментальной схемы скремблер мод попросту заглушает сигнал.

Поэтому, для управления ДМЗ, рекомендуется использовать скремблер мод после каскада двух оптических катушек.

Использование скремблера мод Newport FM-01 в начале схемы в диапазоне от 0.5 до 1.5 шага градуированной шкалы, что равняется смещению гофрированных поверхностей от 12.5 мкм до 37.5 мкм соответственно, как видно на спектральных откликах (рис. 8), даёт нам увеличение мощности сигнала. Такое явление, возможно, объясняется улучшением модовой связи.

Рисунок 8. Сравнение спектральных откликов

Список литературы:

1. Бурдин А. В. Маломодовый режим передачи оптических сигналов по многомодовым волокнам: приложение в современных инфокоммуникациях /Самара: ПГУТИ, 2011. – 274 с.
2. FM-1 Mode Scrambler. INSTRUCTION MANUAL. [электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://www.newport.com