Título
Realización y caracterización de una compuerta lógica XOR totalmente óptica en estado estático utilizando un efecto de modulación cruzada de la polarización dentro de un amplificador óptico de semiconductor
Construction and characterization of an all-optical XOR logic gate in steady state using a Cross Polarization Modulation effect in a Semiconductor Optical Amplifier
Autor
Carlos Alberto Díaz Beltrán
Colaborador
Horacio Soto Ortiz (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
Con el paso de los años, el campo de la computación y las redes de telecomunicaciones han experimentado un crecimiento enorme. Se espera que en los próximos años pueda contarse en hogares y oficinas con servicios tales como televisión de alta definición, video correo, audio digital, así como conexiones a internet con interfaces de usuario totalmente gráficas y amigables. Tales aplicaciones requieren de anchos de banda de los sistemas de comunicación que exceden a las actuales redes de comunicación mas rápidas, tales como las de Modo de Transferencia Asíncrono (ATM por sus siglas en inglés). La solución a este problema la proporciona la multicanalización por división de longitud de onda (WDM Wavelength-Division Multiplexing), la cual es una técnica muy prometedora para aprovechar mas eficientemente el ancho de banda de la fibra óptica en redes de comunicaciones. En WDM, el espectro de transmisión óptica es dividido en un número de bandas de longitudes de onda (o frecuencias) que no se traslapan, cada una soportando un canal de comunicación operando en un estándar de comunicación (2.5, 10 o`20 GB/s). De esta forma, se permite la existencia de múltiples canales coexistiendo en una sola fibra. Además cada canal de comunicación en WDM puede ser multicanalizado en tiempo (TDM), lo cual representa la utilización aún mas eficiente del ancho de banda de la fibra óptica. Un aspecto de gran importancia en la realización de las futuras redes ópticas configurables es la lógica de control totalmente óptica que será necesario utilizar. Respecto a este punto, la compuerta lógica XOR es de particular importancia debido a su utilización en circuitos de decisión y comparación, asi como en la generación de patrones pseudoaleatorios y en encriptación. En este proyecto de tesis, se propone la instrumentación de la compuerta lógica XOR de una forma mas sencilla y compacta que las propuestas hasta hoy, utilizando un amplificador óptico de semiconductor (AOS) y un principio de operación no interferométrico, observado por primera vez en el CICESE. Es conocido que este fenómeno, manifestado en la región activa del AOS, depende fuertemente de la potencia óptica de las señales introducidas en la guía de onda del amplificador, pero la dependencia respecto a la longitud de onda y polarización de tales señales no ha sido suficientemente estudiada, En este trabajo se realizó el estudio experimental del la eficacia del efecto, denominado Modulación Cruzada de la Polarización (MCP), en función de la longitud de onda y la polarización de las señales introducidas en la región activa del AOS. Finalmente, se instrumentó una compuerta lógica XOR en estado estático en forma totalmente óptica. Para el estudio de la eficacia del efecto MCP respecto a las longitudes de onda, la experimentación consistió en tener un haz emitiendo en una longitud de onda fija, denominado haz de señal, y observar los cambios en su estado de polarización (EDP) debidos al desplazamiento en longitud de onda de un segundo haz, denominado haz de control. Para el estudio de la eficacia del efecto MCP respecto a la polarización, la experimentación realizada fue la medición del desplazamiento angular que sufre el EDP del haz de señal en la salida del AOS, respeto a la variación del haz de control en la entrada del amplificador de semiconductor.
Through the years, computer science and telecommunications networks have experienced a huge growth. It is expected that in the next 10 years, services such as high definition television, video mail, digital audio and internet connections with completely graphic and friendly user interfaces will be available at homes and offices. These applications require communications systems with bandwidths larger than those available today, such as Asynchronus Transfer Mode (ATM). The solution to these problem is provided by Wavelength Division Multiplexing (WDM), a very promising technique to efficiently take advantage of fober optics bandwith in communication networks. In WDM, optical transmission spectrum is divided in several wavelengths (or frequencies) that do not overlap, each one holding a communication channel working in a standard (2.5,10 o 20 Gb/s. In this way, multiple channels can coexist in a single fiber. Also, each communication channel in WDM can be multiplexed in time (TDM), which allows even more efficient use of fiber optics`banwidth. A very important aspect in the construction of future networks is the completely optical control logic that will be needed. Regarding with this subject, the XOR logic gate is particularly important due to itas use in decision and comparison circuits, in generation of pseudo-random patterns and in encryption. In this thesis project, we propose the implementation of an XOR logic gate in a simpler and more compact way than those proposed so far, by means of a semiconductor optical amplifier (SOS) and a non interferometric operation principle, observed for the first time at CICESE. It is known that this fenomenon, observed in the active region of the semiconductor optical amplifier, depends strongly on the optical power of the signals introduced in the amplifier waveguide, but the dependency on wavelength and polarization of such signals has not been sufficiently studied. In this work, an experimental study on the so called Cross Polarization Modulation effectiviness, was carried out; depending on the wavelength and polarization of the signals introduced to the active region of the SOA. In the end, a completely optical XOR steady state logic gate was implemented. In order tu study the effectiveness of the Cross Polarization Modulation effect with respect to wavelength, the experiment consisted of having a beam emiting at a fixed wavelenght, called signal beam, and observing changes in its polarization due to wavelength displacement of a second beam, called control beam. In order to study the efectiveness of the Cross Polarization Modulation effect with respect to polarization, the experiment carried out consisted in measuring the angular displacement of dignal beam polarization state at the exist of SOA, with respect to the variation of polarization in the control beam at the input of the semiconductor amplifier.
Editor
CICESE
Fecha de publicación
2000
Tipo de publicación
Tesis de maestría
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Sugerencia de citación
Díaz Beltrán, C. A.2000.Realización y caracterización de una compuerta lógica XOR totalmente óptica en estado estático utilizando un efecto de modulación cruzada de la polarización dentro de un amplificador óptico de semiconductor.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.74 p.
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional CICESE
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