光通信用短脉冲源的研制及其在波长变换中的应用研究

杨罕^[1]2004年在《光通信用短脉冲源的研制及其在波长变换中的应用研究》文中认为具有丰富带宽资源的光纤通信成为满足目前及未来巨大通信容量需求的唯一选择。由于受光纤色散的影响，光脉冲的谱宽度决定了传输距离。增益开关 DFB 激光器和 DFB 激光器加 EAM 外调制等通信系统常用的光脉冲源都具有初始啁啾。为了解光脉冲源的啁啾特性，必须建立能够精确测量光脉冲啁啾的测量系统。充分利用光纤的带宽资源成为目前世界各国研究机构的共同努力目标。从上个世纪 90 年代以来，人们越来越青睐于采用 WDM方式对通讯系统进行扩容，WDM 全光网的关键技术之一就是波长变换。波长变换即为波长的再分配和再利用，以解决交叉连接中的波长竞争、有效地进行路由选择、降低网络的阻塞率，从而提高网络的灵活性和可扩展性。由于实现简单，采用半导体光放大器的交叉增益调制效应来实现波长变换是目前研究较多的一种波长变换技术。同时，由于光电光波长变换可以实现 ３Ｒ再生（再定时、再放大、再整形）功能，可以消除噪声积累和色散积累，从而改善网络传输性能，在未来的全光网的核心网络还有广泛的应用。 结合所承担的科研项目，本论文主要在超短光脉冲的产生、超短光脉冲的测量、以及波长变换等方面开展了研究工作。一、　 我们通过数值求解 ＤＦＢ激光器速率方程，得到光脉冲啁啾随外部驱 动条件的变化规律；我们研究了激光器高速封装的关键技术：一是微波 匹配网络的设计。我们首次利用保角变换方法得出了有限地非对称共面 波导传输线的特性阻抗和有效介电常数的解析闭合解，并且用同样的方 法分析了有限地对称共面波导、无限地不对称共面波导和有限地背地对 称共面波导，证明了这种分析方法具有普适性。我们首次提出了利用背 地共面波导形式制作微波匹配阻抗渐变传输线，并利用背地对称共面波 导设计制作了激光器微波匹配阻抗渐变传输线，得到了从 50 欧姆到 5 欧姆的阻抗变换，实现了宽带的良好匹配。二是讨论了激光器与单模光 纤的耦和问题，根据实验室的具体情况和系统需求，分析了拉锥光纤和119吉林大学博士学位论文 自聚焦透镜对两种情况，进行了理论分析和实验。我们制作了尾纤输出 的带微波匹配网络的增益开关 ＤＦＢ激光器超短光脉冲源。并对其输出特 性进行了实验研究。　二、　 我们利用测量的EAM吸收特性，给出了基于单个EAM和级联EAM 产生超短光脉冲的数值模型，推导出输出光脉冲的脉冲宽度与消光比的 计算公式，分析了脉宽与消光比随调制条件的变化规律，并对单个 EAM 的开关特性进行了分析。我们首次对电脉冲调制 EAM 产生超短光脉冲 的特性进行了分析，给出了基于高斯型电脉冲调制的光脉宽公式。我们 首次提出了基于级联 EAM 产生二倍重复频率光脉冲的方法，并推导出 了产生等幅二倍重复频率光脉冲的工作条件。我们通过测量 EAM 在不 同波长和偏压下的吸收特性，计算了 EAM 输出光脉冲的啁啾参数。我 们进行了 EAM 微波调制和电脉冲调制产生超短光脉冲的实验，给出了 不同驱动条件下的实验结果。　叁、　 我们阐述了基于条纹分辨二次谐波自相关方法(FRSHG)测量超短光 脉冲的原理，对利用 FRSHG 测量获得的数据进行迭代计算，恢复光脉 冲的强度波形和相位的理论进行数学上的证明。给出了非对称波形和对 称波形两种情况下的迭代算法，并编制了迭代运算程序。通过对自相关 函数进行模拟，验证了程序的正确性。在国内首次建立了基于条纹分辨 二次谐波自相关方法的超短光脉冲测量系统。给出了利用这套测量系统 对增益开关 ＤＦＢ激光器产生光脉冲和 ＤＦＢ激光器加 ＥＡＭ外调制产生光脉 冲的测量结果。　四、　 我们对 SOA-XGM 全光波长变换进行了理论分析。通过数值模拟， 给出了同向传输和反向传输两种情况下，变换光波形和啁啾在不同条件 下的变化规律，并进行了波长变换实验，给出了实验结果。利于光纤时 延法产生了 4×2.5GHz的时分复用信号，并对其进行了波长变换实验。 此外我们还进行了光电光波长变换实验研究，在国内首次设计制作了光 电混合集成的光电光变换器模块，并给出了初步的实验结果。

佚名^[2]2006年在《通信》文中进行了进一步梳理TN912006010862CVAAS自适应动态电源管理策略/卜爱国,胡晨,刘昊,李杰(东南大学国家专用集成电路系统工程技术研究中心)//应用科学学报.―2005,23(3).―269～273.在嵌入式和便携式系统的低功耗设计中,动态电源管理(dynam

翁梓华^[3]2005年在《基于磁光光纤和高速磁场的全光纤磁光开关研究》文中研究说明本文研制一种利用法拉第效应、光纤型偏振分/合束器、磁光晶体/磁光玻璃光纤、纳秒脉冲发生器和高速磁场控制技术的全光纤磁光开关。这种微型的全光开关具有结构简单、开关速度快和可高度集成等特点。 本论文的研究主要包括以下几个方面: 1) 全光纤型磁光开关的研究重点。全光纤磁光开关是指其所采用的磁光材料和偏振分/合束器均制作成光纤形状的磁光开关。全光纤磁光开关的研究重点和关键主要是在磁光材料光纤、光纤型偏振分/合束器、法拉第旋转器和规模化集成等方面的研究。全光纤磁光开关的磁光材料光纤是近年来才成功制作出的,目前性能较好的磁光晶体光纤直径为300～500微米,但性能还不尽人意。 2) 磁光晶体光纤型全光纤磁光开关的设计与分析。采用磁光晶体光纤、高速法拉第旋转器和光纤型偏振分/合束器等元器件设计了磁光晶体光纤型全光纤磁光开关。该设计方案采用磁光晶体光纤代替块状磁光晶体。其光路设计方案包括了磁光晶体光纤的直线式布局、光纤型偏振分/合束器中偏振光的光路设计、法拉第旋转器上的直线式螺线管的磁路设计与分析,以及结构简单性和通用性的分析等。该设计方案具有结构简单、偏振无关性、器件体积小、柔韧可弯曲和易于集成等特点。 3) 磁光玻璃光纤的全光纤型磁光开关的设计与分析。设计了采用磁光玻璃光纤、高速法拉第旋转器和光纤型偏振分/合束器等元器件的磁光玻璃光纤型全光纤磁光开关。该设计方案采用磁光玻璃光纤代替磁光晶体光纤。其光路设计方案包括了磁光玻璃光纤的缠绕式布局、光纤型偏振分/合束器中偏振光的光路设计、法拉第旋转器上的环绕式螺线管的磁路设计与分析,以及结构简单性和通用性的分析等。该方案中的磁光玻璃光纤可以缠绕多圈,以减小体积,提高法第旋转角度和测量精度,降低驱动电压和减小耗能。 4) 纳秒脉冲发生器的制作与测试。设计和制作了能够产生纳秒级脉冲电流的纳秒脉冲发生器。全光纤磁光开关的高速控制技术主要依赖于纳秒级脉冲发生器的性能。开关时间的长短是磁光开关的一个重要性能参数。用于全光通信的全光纤磁光开关的关键之一是响应时间短和电路响应时间保持在纳秒级。纳秒脉冲发生器利用2N5551等普通高频小功率叁极管的雪崩效应产生纳秒级脉冲,用于驱动高速磁场。测试结果表明,线路简单和成本低廉的纳秒脉冲发生器具有稳定性好、纳秒级上升沿时间和幅值大等特性,可以输出宽度10～100纳秒和幅度10～90伏特的纳秒脉冲。

参考文献：

[1]. 光通信用短脉冲源的研制及其在波长变换中的应用研究[D]. 杨罕. 吉林大学. 2004

[2]. 通信[J]. 佚名. 中国无线电电子学文摘. 2006

[3]. 基于磁光光纤和高速磁场的全光纤磁光开关研究[D]. 翁梓华. 浙江大学. 2005

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