Cílem práce je prozkoumat možnosti přenosu informace telekomunikačním optickým vláknem na vlnové délce 800 nm, která se běžně využívá při komunikaci volným prostorem. Telekomunikační optická vlákna vykazují na této vlnové délce větší ztráty a vícemódové vedení. Naopak zdroje neklasického světla pro kvantovou komunikaci a jednofotonové detektory mají ve zmíněné oblasti lepší vlastnosti. Součástí práce je charakterizace telekomunikačních optických vláken pro vybrané vlnové délky v oblasti 780-1550 nm, měření ztrát v závislosti na vlnové délce a čase, vývoj metod filtrace vyšších módů a měření změn polarizačního stavu světla přeneseného vláknem v čase. Na základě naměřených dat bude navržena aktivní korekce nestabilit vláknové komunikační linky. Práce je součástí vývoje jednotného systému kvantové kryptografie použitelného jak pro komunikaci atmosférou, tak i telekomunikačním vláknem. Realizovaná vláknová telekomunikační linka by měla sloužit k přenosu polarizačně kódovaných kvantových stavů o vlnové délce 800 nm, zatímco aktivní stabilizace může využívat silný telekomunikační signál.
Anotace v angličtině
The aim of this diploma thesis is to investigate the possibilities of transmission of information over telecommunication optical fiber at 800 nm, which is commonly used in free space communication. Telecommunication optical fibers show greater losses and multi-mode behavior at this wavelength. However, sources of non-classical light for quantum communication and single photon detectors have better properties in the field. Part of this work is characterization of telecommunication optical fibers for selected wavelengths in the region 780-1550 nm, measurement of losses dependence on wavelength and time, development of filtration methods of higher modes, and measurements how the state of polarization could change when it is transmitted over a fiber in time. Based on the measured data, active correction of fiber communication line instabilities will be designed. The work is a part of the development of the quantum cryptography unified system usable for both - the free space and the telecommunication fiber communication. The realized fiber telecommunication link should serve to transmit polarization-coded quantum states at 800 nm, while active stabilization can use a strong telecommunication signal.
optical fibers, optical telecommunication fiber link, optical losses, modal dispersion in optical fibers, channel fading in optical fibers, polarization
Rozsah průvodní práce
41s.
Jazyk
AN
Anotace
Cílem práce je prozkoumat možnosti přenosu informace telekomunikačním optickým vláknem na vlnové délce 800 nm, která se běžně využívá při komunikaci volným prostorem. Telekomunikační optická vlákna vykazují na této vlnové délce větší ztráty a vícemódové vedení. Naopak zdroje neklasického světla pro kvantovou komunikaci a jednofotonové detektory mají ve zmíněné oblasti lepší vlastnosti. Součástí práce je charakterizace telekomunikačních optických vláken pro vybrané vlnové délky v oblasti 780-1550 nm, měření ztrát v závislosti na vlnové délce a čase, vývoj metod filtrace vyšších módů a měření změn polarizačního stavu světla přeneseného vláknem v čase. Na základě naměřených dat bude navržena aktivní korekce nestabilit vláknové komunikační linky. Práce je součástí vývoje jednotného systému kvantové kryptografie použitelného jak pro komunikaci atmosférou, tak i telekomunikačním vláknem. Realizovaná vláknová telekomunikační linka by měla sloužit k přenosu polarizačně kódovaných kvantových stavů o vlnové délce 800 nm, zatímco aktivní stabilizace může využívat silný telekomunikační signál.
Anotace v angličtině
The aim of this diploma thesis is to investigate the possibilities of transmission of information over telecommunication optical fiber at 800 nm, which is commonly used in free space communication. Telecommunication optical fibers show greater losses and multi-mode behavior at this wavelength. However, sources of non-classical light for quantum communication and single photon detectors have better properties in the field. Part of this work is characterization of telecommunication optical fibers for selected wavelengths in the region 780-1550 nm, measurement of losses dependence on wavelength and time, development of filtration methods of higher modes, and measurements how the state of polarization could change when it is transmitted over a fiber in time. Based on the measured data, active correction of fiber communication line instabilities will be designed. The work is a part of the development of the quantum cryptography unified system usable for both - the free space and the telecommunication fiber communication. The realized fiber telecommunication link should serve to transmit polarization-coded quantum states at 800 nm, while active stabilization can use a strong telecommunication signal.
optical fibers, optical telecommunication fiber link, optical losses, modal dispersion in optical fibers, channel fading in optical fibers, polarization
Zásady pro vypracování
Cílem práce je prozkoumat možnosti přenosu informace telekomunikačním optickým vláknem na vlnové délce 800 nm, která se běžně využívá při komunikaci volným prostorem. Telekomunikační optická vlákna vykazují na této vlnové délce větší ztráty a vícemódové vedení. Naopak zdroje neklasického světla pro kvantovou komunikaci a jednofotonové detektory mají ve zmíněné oblasti lepší vlastnosti. Součástí práce je charakterizace telekomunikačních optických vláken pro vybrané vlnové délky v oblasti 780-1550 nm, měření ztrát v závislosti na vlnové délce a čase, vývoj metod filtrace vyšších módů a měření změn polarizačního stavu světla přeneseného vláknem v čase. Na základě naměřených dat bude navržena a realizována aktivní korekce nestabilit vláknové komunikační linky. Práce je součástí vývoje jednotného systému kvantové kryptografie použitelného jak pro komunikaci atmosférou tak i telekomunikačním vláknem. Realizovaná vláknová komunikační linka by měla sloužit k přenosu polarizačně kódovaných stavů jednotlivých fotonů o vlnové délce 800 nm, zatímco aktivní stabilizace může využívat silný telekomunikační signál.
Zásady pro vypracování
Cílem práce je prozkoumat možnosti přenosu informace telekomunikačním optickým vláknem na vlnové délce 800 nm, která se běžně využívá při komunikaci volným prostorem. Telekomunikační optická vlákna vykazují na této vlnové délce větší ztráty a vícemódové vedení. Naopak zdroje neklasického světla pro kvantovou komunikaci a jednofotonové detektory mají ve zmíněné oblasti lepší vlastnosti. Součástí práce je charakterizace telekomunikačních optických vláken pro vybrané vlnové délky v oblasti 780-1550 nm, měření ztrát v závislosti na vlnové délce a čase, vývoj metod filtrace vyšších módů a měření změn polarizačního stavu světla přeneseného vláknem v čase. Na základě naměřených dat bude navržena a realizována aktivní korekce nestabilit vláknové komunikační linky. Práce je součástí vývoje jednotného systému kvantové kryptografie použitelného jak pro komunikaci atmosférou tak i telekomunikačním vláknem. Realizovaná vláknová komunikační linka by měla sloužit k přenosu polarizačně kódovaných stavů jednotlivých fotonů o vlnové délce 800 nm, zatímco aktivní stabilizace může využívat silný telekomunikační signál.
Seznam doporučené literatury
Dle pokynů vedoucí a konzultanta
Seznam doporučené literatury
Dle pokynů vedoucí a konzultanta
Přílohy volně vložené
-
Přílohy vázané v práci
ilustrace, grafy, schémata, tabulky
Převzato z knihovny
Ano
Plný text práce
Přílohy
Posudek(y) oponenta
Hodnocení vedoucího
Záznam průběhu obhajoby
Jméno a příjmení studenta: Bc. Nikola Horová
Předseda komise: prof. Mgr. Jaromír Fiurášek, Ph.D.
Vedoucí práce: Mgr. Martina Nováková, Ph.D.
Oponent: Mgr. Michal Mičuda, Ph.D.
Hodnocení vedoucí: B
Hodnocení oponenta: D
Výsledné hodnocení práce a její obhajoby: B
Název práce: Komunikace v několikamódových optických vláknech
Průběh obhajoby bakalářské práce:
Studentka v prezentaci popsala hlavní výsledky své diplomové práce zaměřené na studium optické komunikace v několikamódových optických vláknech. V úvodu studentka zmínila hlavní cíle své práce a následně diskutovala měření ztrát v optických vláknech, módovou disperzi. filtraci módů na 810 nm, channel fading, charakterizaci optické vláknové komunikační linky pomocí OTDR a analýzu polarizačních stavů světla. V závěru pak byl představený návrh na stabilizaci optické telekomunikační vláknové linky, který vychází z jednotlivých měření a poznatků získaných studentkou. Po prezentaci zazněly posudky vedoucího práce a oponenta a studentka odpověděla na otázky oponenta a členů komise.
Otázky:
Jak jste určila ztráty způsobené vláknovou spojkou?
Jak může vláknová spojka ovlivnit výkon signálu dopadajícího na detektor, když pro délku 0 km v experimentálním uspořádání žádné vlákno není?
Jakým způsobem byla naměřená data vložená do převzatého grafu 4 na str. 7 práce?
Proč se používala laserová dioda pod prahem? Jaké to má výhody a nevýhody?
Jakým způsobem a s jakou přesností byla změřená fyzická délka testovaných optických vláken a jak si vysvětlujete rozdíl v délkách mezi fyzickým měřením a metodou OTDR?
V práci uvádíte, že polarizační stav za lineárním polarizátorem se v čase mění. Viz grafy 26 a) a b). Jaké je vysvětlení tohoto jevu?
Jak dobře lze v experimentu oddělit signál na 1550 nm, aby neovlivňoval jednofotonovou detekci na 810 nm?
Jaká je praktická použitelnost vláknové komunikační linky na 810 nm?