Н. В. МАСАЛЬСКИЙ
Институт микропроцессорных вычислительных систем РАН, Москва
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ШИРОКОПОЛОСНЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ В ВОЛНОВОДНЫХ АКУСТООПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВАХ
Обсуждаются проблемы математического моделирования процесса спектральной и корреляционной обработки широкополосных оптических сигналов в реальном времени в волноводных акустооптических устройствах.
Проблемы математического моделирования процесса обработки широкополосных оптических сигналов в реальном времени на основе компланарного волноводного брэгговского широкополосного акустооптического взаимодействия рассмотрены в данной работе. Базовыми приборами рассматриваемого ряда являются следующие устройства: волноводный акустооптический анализатор спектра (ВАОАС) широкополосных оптических сигналов и мультицветный гибридный акустооптический коррелятор с временным интегрированием (МАОКВИ).
Для всех устройств основным параметром является полоса анализируемого оптического сигнала, величина которой определяется из условия поддержания волноводом одномодового режима и является решением уравнения Максвелла при заданных характеристиках волновода: величины абсолютного изменения показателя преломления и функции его изменения по глубине.
ВАОАС (рис. 1) позволяет обрабатывать в реальном времени оптический сигнал со сложным спектром, содержащим до нескольких сотен компонент, либо выполнять в широком оптическом диапазоне в реальном времени и с высокой точностью функцию определителя оптической частоты. По разработанной методике и результатам компьютерного моделирования, был рассчитан образец ВАОАС, в качестве материала подложки которого выбран Y-срез ниобата лития. Он имеет следующие рачетные параметры: полоса рабочих оптических частот составляет 350 нм в диапазоне от 1120 нм до 770 нм, разрешение двух оптических сигналов по длине волны – 3 нм, точность определения оптической частоты – 15 ЭГц, минимальный уровень мощности анализируемого оптического сигнала – 10 мкВт, величина потребляемой электрической мощности – 1,2 Вт. Экспериментальная апробация ВАОАС показала практическую пригодность разработанной методики.
Предложенная методика расчета МАОКВИ (рис. 2) показывает, что данный прибор позволяет в реальном времени регистрировать одновременно до 70 корреляционных функций в диапазоне длин волн света от 1120 нм до 770 нм, если в качестве материала подложки используется Y-срез ниобата лития. В мультичастотном режиме диапазон относительных задержек корреляционных сигналов составляет до 10 мкс.
 |
 |
Рис. 1. Функциональная схема волноводного акустооптического устройства для спектральной обработки широкополосных сигналов в реальном времени
Рис. 2. Функциональная схема мультицветного акустооптического устройства для корреляционной обработки с временным интегрированием в реальном времени. (Показаны два независимых корреляционных канала для разных длин волн)
