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基于SOA中XGM、XPM效应的全光波长变换研究

作　者: 刘东晓
导　师: 于晋龙
学　校: 天津大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 半导体光放大器(SOA) 交叉相位调制(XPM) 交叉增益调制(XGM)波长变换
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

全光波长变换器是未来全光通信和宽带网络的关键器件,它能够提高波分复用系统(WDM)的灵活性和可扩充性,克服交换节点处因波长争用所造成的网络阻塞问题,实现波长再利用,能够有效地进行路由选择,增强网络对故障的适应能力。基于半导体光放大器(SOA)的波长转换器具有转换效率高、功耗小等优点,很受人们的青睐。论文对基于SOA的交叉增益调制(XGM)和交叉相位调制(XPM)的全光波长变换进行了理论、仿真和实验研究。主要工作如下:(1)首先对SOA的基本特性进行了理论分析,推导得出XGM型波长变换的消光比方程和转换效率方程,基于上述模型对波长变换过程进行理论模拟。对XPM进行理论分析。(2)仿真研究。用Opticalsystem软件对波长变换过程进行仿真分析,探讨了输入控制脉冲功率、连续光功率及SOA注入电流对XGM型输出光波消光比的影响;对影响XPM型输出啁啾大小的参数进行了讨论;通过整形滤波器方法得到了正、反码的波长变换,并讨论了相关参数对正码效果的影响;(3)实验研究。对于XGM型波长变换,进行了40Gbit/s的全光波长变换实验,验证了各参数对输出光波消光比的影响;对于XPM型波长变换,进行了采用窄带滤波器抑制码型效应实验、40Gbit/s的正码波长变换实验和多波长变换实验。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-25
  1.1 光纤通信的发展现状和趋势  8-10
  1.2 波分复用（WDM）  10-11
  1.3 波长变换  11-21
    1.3.1 波长转换技术的研究意义  11-12
    1.3.2 波长转换技术的种类和研究现状  12-21
  1.4 多波长变换  21-23
  1.5 本文的主要工作  23-25
第二章基于SOA波长变换的理论分析  25-44
  2.1 引言  25
  2.2 SOA的理论分析  25-29
    2.2.1 基于SOA波长变换的理论基础  25-26
    2.2.2 SOA的载流子方程  26-27
    2.2.3 SOA增益方程  27-28
    2.2.4 SOA噪声系数  28
    2.2.5 SOA的偏振灵敏性  28-29
  2.3 基于XGM效应的波长变换分析  29-39
    2.3.1 XGM型波长变换的基本原理  29-31
    2.3.2 XGM型波长变换的消光比特性  31-34
    2.3.3 XGM型波长变换的转换效率  34-39
  2.4 基于XPM效应的波长变换分析  39-43
    2.4.1 SOA-XPM效应波长变换的原理分析  39-41
    2.4.2 SOA中的XPM理论分析  41-43
  2.5 本章小结  43-44
第三章基于SOA波长变换的仿真分析  44-58
  3.1 XGM型波长变换参数仿真  44-48
    3.1.1 改变控制脉冲功率  45-46
    3.1.2 改变连续光功率  46-47
    3.1.3 改变SOA注入电流  47-48
  3.2 基于XPM效应的波长变换分析  48-57
    3.2.1 “SOA+整形滤波器”，通过改变滤波器中心位置实现正、反码输出  48-50
    3.2.2 改变带通滤波器带宽  50-52
    3.2.3 改变带通滤波器形状  52-53
    3.2.4 波长变换参数仿真分析  53-57
  3.3 本章小结  57-58
第四章基于SOA波长变换的实验研究  58-69
  4.1 基于SOA-XGM的 40Gbit/s全光波长变换参数研究  58-61
  4.2 基于SOA-XPM的波长变换  61-69
    4.2.1 抑制码型效应实验  61-63
    4.2.2 “SOA+整形滤波器”实现 40Gb/s的RZ正码波长变换实验  63-66
    4.2.3 基于SOA-XPM效应的多波长变换实验  66-69
第五章总结与展望  69-71
  5.1 目前工作总结  69-70
  5.2 工作展望  70-71
参考文献  71-74
发表论文和参加科研情况说明  74-75
致谢  75

基于SOA中XGM、XPM效应的全光波长变换研究

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