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全光波长转换的研究

作　者: 施伟伟
导　师: 张汉一
学　校: 清华大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 波长转换 波分复用(WDM) 半导体光放大器(SOA) 交叉相位调制(XPM) 交叉偏振调制(CPM)
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 319次
引　用: 4次
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内容摘要


全光波长转换器(Wavelength Converter)是波分复用 (WDM) 光网络中的关键器件之一,它可以有效的解决网络中的波长阻塞问题,提高波长利用率,简化网络管理,增强网络对故障的适应能力。基于半导体光放大器(SOA)的波长转换器由于其功耗小、转换速率高等优点,成为近年来研究的热点。论文对基于SOA中交叉相位调制(XPM)效应的波长转换器进行了理论分析和实验研究。主要成果是:⑴利用SOA中的增益模型和噪声模型,采用噪声分析的方法对SOA-XPM波长转换器的转换特性进行了理论模拟,研究了输入直流光和信号光功率、SOA注入电流强度、SOA自发辐射因子和输入信号光消光比等因素对正、反相波长转换特性的影响;⑵采用6段SOA级联而成的XPM波长转换器实现了2.5 Gbit/s的动态波长转换,其功率代价很小,最佳情况下接近于0 dB;⑶采用非对称马赫-曾德干涉仪(MZI)结构(两臂分别为光纤-空气隙和3段级联SOA),实现了10 Gbit/s的XPM波长转换,在SOA臂中使用3个不同峰值波长的SOA进行级联,使转换范围达到40 nm。论文的另一部分工作是对基于交叉偏振调制(CPM)效应的波长转换器进行了理论仿真和实验研究。主要成果是:⑴在对SOA-CPM波长转换器的仿真中,首次提出了“偏振距离”的概念将信号光对直流光的偏振调制量化,研究了偏振距离与直流光偏振态、信号光功率和SOA注入电流等条件的变化关系,采用斯托克斯(Stokes)矢量和穆勒矩阵(Mueller Matrix)方法计算了偏振控制器和起偏器对偏振态的影响,从理论上模拟了正、反相的CPM波长转换,并研究了转换后光的啁啾及传输性能;⑵利用CPM的原理实现了10 Gbit/s的正、反相波长转换,转换后光的码型效应得到了很大的抑制,在相同的输入光功率和注入电流条件下,只需调节偏振控制器的设置即可实现正相和反相转换的切换,波长转换的范围达到了25 nm以上。

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 光波通信、激光通信
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