Desarrollo de técnicas no lineales para la medida de la distribución longitudinal de dispersión cromática en fibras ópticas monomodo

Abstract

[ES] Esta tesis describe diferentes métodos para medir la distribución longitudinal de dispersión cromática en fibras ópticas usando efectos no lineales. El conocimiento de las variaciones de dispersión cromática a lo largo de la fibra será vital para la implantación exitosa de sistemas de transmisión de muy alta velocidad (>40 Gbps) y de gran ayuda en la implantación de líneas de transmisión gestionadas en dispersión. La primera parte de la tesis es un estudio teórico y experimental de los distintos efectos no lineales que suceden en la fibra, en especial del fenómeno de mezcla de cuatro ondas, que esta en la base de los métodos de medida propuestos en esta tesis. Seguidamente describimos dos métodos originales para la medida distribuida de dispersión cromática usando mezcla de cuatro ondas. El primero esta basado en una medida extremo a extremo de eficiencia del proceso de mezcla en un intervalo de longitudes de onda de bombeo. A partir de esta medida de eficiencia espectral de mezcla somos capaces de obtener la variación de dispersión cromática que se produce a lo largo de la fibra mediante un algoritmo original de recuperación de fase. El segundo método implica un análisis de la eficiencia de mezcla a lo largo de la fibra usando amplificación local Brillouin. Con este método demostramos las mejores resoluciones obtenidas hasta este momento en este tipo de medidas.

[EN] This thesis describes different approaches to the measurement of chromatic dispersion distribution along an optical fiber using nonlinear effects. The knowledge of chromatic dispersion variations along the fiber will be crucial for the successful implementation of very high speed (>40 Gbps) transmission systems, and extremely helpful in the deployment of dispersion-managed fiber lines. The first part of this thesis is a theoretical and experimental study of the different nonlinear phenomena that occur in the fiber, specially four-wave mixing, which is at the basis of the methods proposed in this thesis. After this, two novel methods for the determination of chromatic dispersion variations along the fiber are described, both of them based on the nonlinear process of four-wave mixing. The first method is based on an end-to-end measurement of four-wave mixing efficiency at different pump wavelengths. We retrieve the chromatic dispersion variations from this spectral efficiency measurement using an original and efficient phase retrieval algorithm. The second method involves an analysis of the four-wave mixing efficiency along the fiber using local Brillouin amplification. With this method we demonstrate the best resolution reported so far in this kind of measurements.