At gøre de studerende i stand til at 1) anvende deres grundlæggende
viden om optik og fotonik på konkrete emner indenfor optisk
kommunikation, 2) forstå hvordan fundamentale fysiske effekter kan
anvendes til generering, transmission og detektering/modtagelse af
optiske data signaler i højhastighedskommunikationssystemer, 3)
indse at fremtidige forbedringer af state-of-the-art optiske
transmissionsteknologier vil afhænge af en grundig forståelse af
fundamentale fysiske processer.
Læringsmål:
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
relatere Raman tværsnit og emissions- og absorptionsspektre til
forstærkningsgrad og støjtal i henholdsvis Raman forstærkere og
Erbium doterede fiberforstærkere
analysere forstærkningsgrad og støjegenskaber for Erbium
doterede fiberforstærkere og Raman forstærkere med henblik på
anvendelse i optiske kommunikationssystemer
sammenligne egenskaber for Erbium doterede fiberforstærkere med
Raman forstærkere og parametriske forstærkere
analysere hvorledes dispersion påvirker udbredelsen af lys i
optiske fibre
analysere hvorledes elektrisk og optisk støj påvirker
detektionen af optiske signaler
anvende grundlæggende viden om elektromagnetisk teori til at
analysere udbredelse af elektromagnetiske bølger i anisotropiske
medier
analysere hvorledes den lineære elektro-optiske effekt kan
udnyttes til at modulere egenskaberne af et elektromagnetisk
felt
anvende den lineære elektro-optiske effekt til at modulere
lysbølger til brug i optiske kommunikationssystemer
Kursusindhold:
1.Optisk modulation
1.1.Modulation af lys til optisk kommunikation - direkte vs.
ekstern modulation
1.2.Udbredelse af elektromagnetiske bølger i anisotrope medier
1.3.Den lineære elektrooptiske effekt
1.4.Mach-Zehnder modulatoren
1.5.Generering og egenskaber af avancerede modulation formater
2.Optisk detektering
2.1.Optisk induceret overførselsrate
2.2.P-i-n fotodiode
2.3.“Lavine” fotodiode
2.4.Detektor støj: “Shot-noise”/”Schottky noise”
2.5.Detektor støj: Termisk støj
2.6.Modtagere
2.7.Signal-til-støj forhold
2.8.Bit-fejl-rate (“Bit error rate”)
3.Optisk forstærkning
3.1.Rate ligninger
3.2.Forstærkning og støjtal
3.3.Erbium doteret fiber forstærker
3.4.Raman forstærker
4.Gruppehastighedsdispersion
4.1.“Standard single mode” fiber
4.2.Bølge udbredelse
4.3.Gruppehastighed
4.4.Gruppehastighedsdispersion
4.5.Dispersionskompenserende fiber
5.System eksempler
5.1.Kort distance forbindelse
5.2.Lang distance forbindelse med forstærkere
5.3.Lang distance forbindelse med distribuerede forstærkere
