Казанские ученые создали устройство, которое поможет качественной передаче данных по оптоволокну

Ученые КНИТУ-КАИ получили патент на устройство, которое измеряет важный параметр широкополосных фотодетекторов — их относительную амплитудно-частотную характеристику. Эта характеристика напрямую влияет на качество передачи данных: ее неравномерность приводит к искажениям сигнала и ошибкам при приеме информации по оптоволокну.

В оптоэлектронных системах измерение относительной амплитудно-частотной характеристики (ОАЧХ) является критически важной процедурой при оценке прохождения сигнала в условиях эксплуатации. Неравномерность этой характеристики может приводить к искажениям и ошибкам при приеме данных, особенно на высоких скоростях. Измерение ОАЧХ помогает убедиться, что фотодетектор соответствует техническим требованиям системы, и дает возможность уверенно судить о качестве сигнала.

ОАЧХ позволяет выявить, как на работу фотодетектора влияют такие параметры, как температура, вибрация или изменения мощности входного сигнала. Это важно для обеспечения стабильности работы устройства в процессе его эксплуатации. Кроме того, на этапе разработки новых фотодетекторов такие измерения позволяют проверить, как конструкция и используемые материалы влияют на частотные свойства. Это дает возможность оптимизировать параметры устройства для достижения максимальной чувствительности и скорости реакции.

Устройства для ОАЧХ относятся к средствам метрологического обеспечения систем оптоволоконной и радиофотонной связи и сенсорики. Одна из распространенных схем использует модулятор Маха — Цендера. Лазерный луч модулируется, подается на фотоприемник, а сигнал анализируется с помощью электрического спектроанализатора. Однако у таких решений есть недостатки: сложность, высокая стоимость, восприимчивость к помехам и ограниченный частотный диапазон.

Техническое решение, предложенное казанскими учеными, направлено на повышение точности измерений, расширение диапазона измерений по частоте и снижение стоимости устройства за счет исключения анализатора спектра.

«Устройство является недорогостоящим за счет исключения из схемы анализатора электрического спектра и использования генератора, сканирующего сверхвысокочастотный сигнал с меньшим диапазоном сканирования, а, следовательно, и с меньшей стоимостью при полном покрытии полосы частот тестируемого фотодетектора», — пояснил один из авторов разработки, доцент кафедры конструирования и технологии производства электронных средств КНИТУ-КАИ Владислав Соколов.

В основе работы нового устройства — формирование зондирующего оптического сигнала с подавленной несущей в амплитудном модуляторе Маха — Цендера, работающем в нулевой рабочей точке, известное как метод Ильина — Морозова. Лазерное излучение поступает на модулятор, а его режим стабилизируется контроллером рабочей точки. На радиочастотный вход модулятора подается модулирующий сигнал от генератора сканирующего сверхвысокочастотного колебания, усиленный при необходимости для получения требуемого аргумента функции Бесселя первого рода.

Сформированное зондирующее излучение проходит через поляризатор и поступает на тестируемый широкополосный фотоприемник. Поляризатор установлен таким образом, чтобы подавлять «паразитные» составляющие несущей и четных порядков, что уменьшает межполяризационные искажения и повышает достоверность измерений.

Работа проводилась в рамках исследований Казанской школы радиофотоники под руководством заслуженного работника высшей школы Республики Татарстан, профессора, доктора технических наук Олега Морозова.

Источник: Официальный ресурс Министерства образования и науки Российской Федерации