Komentář k Programu pro simulaci křížové modulace

Následující příspěvek se vztahuje k Programu pro simulaci křížové modulace. Vyvětluje základní princip simulačního programu a jeho výstupy.

Tento program má v zásadě dvě skupiny vstupních parametrů:

• Skupina první se týká kontinuálního laseru a pulzního laseru.

• Skupina druhá skupina se týká charakteristik vlákna.

Vstupní parametry simulace

Vstupní parametry pulzního laseru:

• Délka pulzu je v jednotkách pikosekund.

• Špičková hodnota výkonu se odlišuje od průměrné. Hodnoty se zadávají v dBm (platí vztah 1 W = 30 dBm).

• Tvar výstupního pulzu je u většiny laserů buď hyperbolický sekans nebo supergaussovský. Platí, že pro supergaussovský pulz s řádem 1 dostaneme pulz Gaussovský. Čím větší je řád supergaussovského pulzu, tím víc se blíží obdélníkovému pulzu.

• Vlnová délka určuje, na jaké frekvenci pracuje laser.

• Skupinový index lomu je derivace indexu lomu podle úhlové frekvence. Typicky se pohybuje kolem 1,462 pro SiO₂.

Stejné vstupní parametry se používají i pro simulaci s kontinuálním laserem. Rozdíl mezi jednotlivými typy laserů je, že kontinuální laser (CW) vyzařuje nepřetržitě zatímco pulzní laser vyzařuje s určitou periodou. Tato perioda je typicky 100 ps, což odpovídá přenosové rychlosti 10 Gbit/s.

Vstupní parametry optického vlákna:

• Referenční vlnová délka je délka, na které vlnové délce byly odpovídající charaktericky změřeny.

• Ztráty udávají, jak moc vlákno vyslané světlo tlumí. Mohou se udávat jak v lineárních jednotkách (1/km), tak i v logaritmických jednotkách (dB/km). Vztah pro přepočet je:
  
                        alpha_dB = 4,343 ·  alpha_lin.

• Disperze udává, jak moc se pulz roztáhne v časové oblasti. Například k disperzi dochází, když vstupní pulz je široký v časové oblasti 5 ps a dorazí ke konci vlákna tak, že bude v časové oblasti široký 50 ps. Existují i vlákna se zápornou diperzí, čehož se využívá při kompenzaci celkové disperze vedení.

• Nelineární koeficient nám udává významnost nelineárních jevů ve vlákně. Pro HNLF (Higly Nonlinear Fibers) dosahuje hodnoty desítek a pro PCF (photonic crystal fibers) až stovek 1/(Wkm).

• Sklon disperze nám udává vývoj disperze vlákna s různou vlnovou délkou. Je to pouze aproximativní koeficient, který předpokládá lineární závislost disperze na vlnové délce.

Ostatní vstupní parametry:

• Ramanova konstanta nám udává, jak se uplatní přeliv energie z vyšších frekvencí na nižší v rámci jednoho pulzu. Uplatní se především pro pulzy < 1 ps. Typická hodnota je 3 fs.

Výstupní parametry simulace

Výstupem tohoto programu jsou 2 spektra. První spektrum je pro pulzní laser a druhé pro kontinuální laser. Z obrázků je patrné především spektrální rozšíření s maximy a minimy, které je v důsledku křížové modulace (XPM).