Telecommunication Compatibility Evaluation for Co-existing Quantum Key Distribution in Homogenous Multicore Fiber

Quantum key distribution (QKD) is regarded as an alternative to traditional cryptography methods for securing data communication by quantum mechanics rather than computational complexity. Towards the massive deployment of QKD, embedding it with the telecommunication system is crucially important. Homogenous optical multi-core fibers (MCFs) compatible with spatial division multiplexing (SDM) are essential components for the next-generation optical communication infrastructure, which provides a big potential for co-existence of optical telecommunication systems and QKD. However, the QKD channel is extremely vulnerable due to the fact that the quantum states can be annihilated by noise during signal propagation. Thus, investigation of telecom compatibility for QKD co-existing with high-speed classical communication in SDM transmission media is needed. In this paper, we present analytical models of the noise sources in QKD links over heterogeneous MCFs. Spontaneous Raman scattering and inter-core crosstalk are experimentally characterized over spans of MCFs with different refractive index profiles, emulating shared telecom traffic conditions. Lower bounds for the secret key rates and quantum bit error rate (QBER) due to different core/wavelength allocation are obtained to validate intra-and inter-core co-existence of QKD and classical telecommunication

Nuevos esquemas de sensores puntuales de fibra óptica para la detección simultánea de múltiples parámetros

90 p.Los sensores basados en fibra óptica han alcanzado una madurez en entornos industriales gracias a su mayor versatilidad y rendimiento frente a los sensores tradicionales, por lo que se han convertido en una alternativa viable y prometedora. Estos sensores tienen aplicaciones en sectores tan diversos como la salud, telecomunicaciones, seguridad, espaciales, aeronáuticas, entre otras, por lo tanto, los sensores de fibra óptica se han vuelto prácticamente indispensables para todas las ramas de la industria. De hecho, no hay área industrial que pueda prescindir de la medición, las pruebas, la supervisión o la automatización.En esta tesis se presenta como un compendio de artículos publicados. Su estructura consta de una primera sección de síntesis que incluye una introducción al tema de la investigación, la descripción del marco teórico y las herramientas metodológicas utilizadas para tal fin, la definición de la hipótesis y los objetivos que se persiguen. Así mismo un resumen y discusión de los resultados. En la segunda sección se presentan las conclusiones de la investigación realizada durante la tesis, así como las futuras líneas deinvestigación. Por último, en la tercera sección, se mencionan las contribuciones durante la tesis que incluyen una patente europea, trabajos presentados en congresos internacionales, tres artículos publicadosen revistas especializadas. Esto es lo que ha permitido presentar esta tesis como un compendio de artículos. La investigación descrita en esta tesis se divide en dos líneas, en ambas se explican en detalle el diseño, fabricación y prueba de cada sensor. En la primera, se explica el desarrollo de un sensor de índice de refracción con un gran rango de medición e independencia a la temperatura basado en un interferómetro Fabry Perot. Dicha investigación y sus resultados han dado lugar a una patente europea y a un artículo científico que se incluyen en el Artículo 1. En la segunda parte se describen dos sensores basados en fibras multi-núcleo fuertemente acopladas, MCF por sus siglas en inglés. Esta tecnología consiste en excitar y recombinar solo dos modos de luz en un segmento corto de fibra óptica MCF. El primer sensor es capaz de medir dos variables simultáneamente (temperatura e índice de refracción). El segundo sensor se basa en la inscripción de redes de Bragg en una fibra MCF, el cual tiene la capacidad de medir curvatura con independencia a la temperatura, con una aplicación en la monitorización de vibraciones (curvatura cíclica)