Endlose optische Hochgeschwindigkeitspolarisationsregelung für die Kompensation von Polarisationsmodendispersion

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Reinhold Noé
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 27377966

• Erstellungsjahr: 2012

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Das wichtigste Ziel, endlose optische Polarisationsregelung mit 30 krad/s (ursprünglich 10 krad/s), wurde mit 60 krad/s um den Faktor 2 übertroffen. Die nachzuverfolgende Trajektorienlänge 10 Grad (10 Gigaradiant oder 10 hoch 10 rad) wurde mit 50 Grad um den Faktor 5 übertroffen. Anschließende Weiterentwicklung ergab sogar 100 krad/s (140 krad/s bei verringerter Regelgüte) bzw. 254 Grad. Die Regelung ist des Weiteren im wesentlichen temperatur- und wellenlängenunabhängig. Die von uns erreichte Regelgeschwindigkeit übertrifft die der weltweiten akademischen und industriellen Konkurrenz um mindestens den Faktor 100. Es wurden Regler mit mehr als 15 verschiedenen Polarisationstransformatoren aufgebaut, die im Wesentlichen alle gleich funktionierten. Die Regler wurden zusammen mit Partnern zum Polarisationsdemultiplex optischer DQPSK-Signale eingesetzt: 1) 112 Gb/s bei der Übertragung über bis zu 640 km mit bis zu 59 krad/s, 2) 200 Gb/s bei der Übertragung über 420 km mit bis zu 40 krad/s - die auch heute noch weltweit höchste Kanaldatenrate bei polarisationsagiler Echtzeitübertragung mit 4 Bit/Symbol.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• 12 krad/s Endless Polarization Stabilization with Lithium Niobate Component. Digest of the IEEE/LEOS Summer Topical Meetings, July 21-23, 2008, Acapulco, Mexico, TuD2.4, 2008, pp. 229 - 230.
  B. Koch, A. Hidayat, H. Zhang, V. Mirvoda, M. Lichtinger, D. Sandel and R. Noé
  
• Fast Optical Endless Polarization Tracking with LiNbO3 Component. Optical Fiber communication/National Fiber Optic Engineers Conference, 2008. OFC/NFOEC 2008. Conference on Feb. 24-28, 2008, JWA28, San Diego, CA, USA
  A. Hidayat, B. Koch, V. Mirvoda, H. Zhang, S. Bhandare, S.K. Ibrahim, D. Sandel, R. Noé
  
• Fast Optical Polarisation Tracking Experiment with 2 Grad Trajectory Length. Electronics Letters, Vol. 44. 2008, Issue 23, pp. 1376 – 1378.
  B. Koch, A. Hidayat, V. Mirvoda, H. Zhang, D. Sandel, R. Noé
  
• High-speed endless optical polarization stabilization using calibrated waveplates and field-programmable gate array-based digital controller, Optics Express, Vol. 16. 2008, Issue 23, pp. 18984-18991.
  A. Hidayat, B. Koch, H. Zhang, V. Mirvoda, M. Lichtinger, D. Sandel, R. Noé
  
• Optical 5 krad/s Endless Polarisation Tracking. Electronics Letters, Vol. 44. 2008, Issue 8, pp. 546-547.
  A. Hidayat, B. Koch, V. Mirvoda, H. Zhang, M. Lichtinger, D. Sandel, R. Noé
  
• Optical Endless Polarization Stabilization at 9 krad/s with FPGA-Based Controller. IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 20. 2008, No. 12, pp. 961-963
  B. Koch, A. Hidayat, H. Zhang, V. Mirvoda, M. Lichtinger, D. Sandel, R. Noé
  
• 112Gb/s PolMux RZ-DQPSK with Fast Polarization Tracking Based on Interference Control. Optical Fiber Communication, 2009. OFC 2009. Conference on March 22-26, 2009, San Diego, CA, USA, Paper OTuN4.
  H. Wernz, S. Bayer, B.-E. Olsson, M. Camera, H. Griesser, C. Fürst, B. Koch, V. Mirvoda, A. Hidayat, R. Noé
  
• 38 krad/s, 3.8 Grad, Broadband Endless Optical Polarization Tracking Using LiNbO3 Device, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 21. 2009, No. 17, pp. 1220-1222.
  R. Noé, B. Koch, V. Mirvoda, A. Hidayat, D. Sandel
  
• Nonlinear Behaviour of 112 Gb/s Polarisation-Multiplexed RZ-DQPSK with Direct Detection in a 630 km Field Trial. 35th European Conference on Optical Communication 20.-24. Sept. 2009 (ECOC2009), Tu3.4.3, Vienna, Austria.
  H. Wernz, S. Herbst, S. Bayer, H. Griesser, E. Martins, C. Fuerst, B. Koch, V. Mirvoda, R. Noé, A. Ehrhardt, L. Schuerer, S. Vorbeck, M. Schneiders, D. Breuer, R. P. Braun
  
• Robust, Wavelength- and Temperature-Insensitive 14 krad/s Endless Polarization Tracking over 2.5 Grad. Optical Fiber Communication, 2009. OFC 2009. Conference on March 22-26, 2009, JThA63, San Diego, CA, USA, Page JThA63.
  B. Koch, A. Hidayat, V. Mirvoda, H. Zhang, D. Sandel, R. Noé
  
• 200-Gb/s, 430-km PDMRZ-DQPSK (4 Bit/Symbol) Transmission with 10 krad/s Endless Polarization Tracking, Proc. OFC/NFOEC Mar. 21-25, 2010, San Diego, CA, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2010), paper OThD4.
  B. Koch, R. Noé, D. Sandel, V. Mirvoda, V. Filsinger, K. Puntsri
  
• 40-krad/s Polarization Tracking in 200-Gb/s PDM-RZ-DQPSK Transmission over 430 km, IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 22. 2010, Issue 9, pp. 613 - 615.
  B. Koch, R. Noé, V. Mirvoda, D. Sandel, V. Filsinger, K. Puntsri
  
• Endless optical polarization control and PMD compensation. Proceedings OFC/NFOEC on Mar. 21-25, 2010, San Diego, CA, Paper OThJ1.
  R. Noé, B. Koch, V. Mirvoda, D. Sandel
  
• Endless Optical Polarization Control at 56 krad/s, over 50 Gigaradian, and Demultiplex of 112-Gb/s PDM-RZ-DQPSK signals at 3.5 krad/s. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 16. 2010, No. 5, 2010, Issue 5, pp. 1158-1163.
  B. Koch, V. Mirvoda, H. Grießer, H. Wernz, D. Sandel, R. Noé
  
• Record 59-krad/s Polarization Tracking in 112-Gb/s, 640-km, PDM-RZ-DQPSK Transmission. IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 22. 2010, No. 19, pp. 1407-1409.
  B. Koch, R. Noé, V. Mirvoda, H. Griesser, S. Bayer, H. Wernz
  
• Tracking Speed Comparison of Endless Polarization Controller for Single versus Multiplexed Polarizations. Proceedings Advanced Photonics & Renewable Energy, 21–24 June 2010, Karlsruhe, Germany, Signal Processing in Photonic Communications, Page SPWC1.
  B. Koch, R. Noé, V. Mirvoda, D. Sandel, K. Puntsri
  
• 100-krad/s Endless Polarisation Tracking with Miniaturised Module Card, Electronics Letters, Vol. 47. 2011, No. 14, pp. 813-814; siehe auch diesen Sonderartikel http://kn.theiet.org/magazine/eletters/4714/fast-track.cfm
  B. Koch, R. Noé, V. Mirvoda, D. Sandel
  
• Endlose Polarisationsregelung bis 100 krad/s mit miniaturisierter Aufsteckkarte, 12. ITG-Fachtagung "Photonische Netze", 2.-3. Mai 2011, Leipzig, ITG-Fachbericht, 228. 2011, P5, S. 198-199, ISBN 978-3-4007-3346-0.
  B. Koch, R. Noé, V. Mirvoda, D. Sandel
  
• 140-krad/s, 254-Gigaradian Endless Optical Polarization Tracking, Independent of Analyzed Output Polarization, Proceedings OFC 2012, Los Angeles, USA, Paper OTu1G.6, Mar. 4-8, 2012
  B. Koch, R. Noé, V. Mirvoda, D. Sandel