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《140mbit_s全光波长转换的实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第27卷 第1期中 国 激 光Vol.A27,No.12000年1月CHINESEJOURNALOFLASERSJanuary,2000140Mbitös全光波长转换的实验研究31孙军强 张新亮 陈 娟 刘德明 黄德修 易河清(1华中理工大学光电子工程系;武汉邮电科学研究院 武汉430074)提要 对基于半导体光放大器交叉增益调制的波长转换进行了实验研究。实现了速率为140Mbitös信号的113152Lm和113014Lm间的波长转换。并对实验结果作了解释。关键词 全光波长转换,交叉增益调制,半导体光放大器1 引 言 全光波长转换
2、将成为全光通信系统及未来宽带网络的关键技术。对提高波分复用网络的[1～4]灵活性、波长的再利用、增加系统的通信容量都具有重要的意义。利用半导体光放大器中[5,6]的交叉增益调制等非线性效应可实现全光波长转换。半导体光放大器的增益可达27dB,增益带宽可达50nm,应用应变量子阱结构的光放大器,其性能将比目前普遍采用的体状结构更优越。可改善增益对偏振态的灵敏性。如此宽的光放大器的增益带完全可覆盖波分复用网络系统的传输带宽,将在波分复用的光纤通信系统中作为解复用器、路由器而获得广泛的应用。随着光子集成(PIC)及光电子集成(OEIC)技术
3、的发展与日趋完善,由半导体光放大器制成的波长转换器易于与其他的光电器件、半导体器件集成,为这种波长转换器的实际应用开辟了广阔的前景。我们在自行研制成半导体光放大器的基础上,对应用半导体光放大器交叉增益调制机制来实现波长转换进行了实验研究,并获得了初步的成果。2 基本原理及实验装置 基于半导体光放大器交叉增益调制的波长转换器的基本原理可简述如下:当一高强度的深度调制的抽运光(波长为K1)耦合进入半导体光放大器后,抽运光将消耗半导体放大器中的载流子,导致放大器的增益随抽运光强而变化。当抽运光的调制光强增大时,光放大器的增益将减少,但调制
4、光强减弱时,放大器的增益将迅速恢复到原来的数值,所以放大器的增益同光信号调制相比较呈反相调制。当两种波长的光(一种为强调制的抽运光K1,另一种为连续的探测光K2)同时耦合进入半导体光放大器后,则呈反相调制的增益将对连续的探测光进行调制,使得抽运光的信息通过增益调制而传递给探测光,从而实现了波长转换。其特点是转换前后的3国家“863”计划、华为科研基金和湖北省自然科学基金资助课题。收稿日期∶1998207217;收到修改稿日期∶199821022370中 国 激 光27卷信号相位反相。我们采用的实验装置结构如图1所示。图1(
5、a)为抽运光与探测光同向注入方式;图1(b)为抽运光与探测光相向注入方式。后者的优点是可不采用滤除初始抽运光信号的滤波器。但还应在探测光的注入端采用光隔离器,以防止从放大器输出的放大的抽运光信号注入至探测光源,而影响探测光源。由3dB光纤耦合器将调制的抽运光信号与连续的探测光耦合进入半导体放大器,3dB光纤耦合器的另一端用于监测注入抽运光及探测光的功率大小以及抽运光的波形。并用AV6361型光谱分析仪监测激光器的光谱以及半导体光放大器的自发辐射谱特性。因经半导体光放大器输出的信号中包括没有转换的抽运光、连续探测光和已转换的光信号,在它
6、们中间已转换的光信号强度相对较弱,因此在实验装置中采用带尾纤的可调滤波器。图1基于半导体光放大器交叉增益调制全光波长转换的实验装置(a)同向注入方式;(b)相向注入方式Fig.1Experimentalsetupofall2opticalwavelengthconversionviacross2gainmodulationinsemiconductoropticalamplifiers(SOA)(a)co2propagatingand(b)counter2propagatinginjectionscheme3 波长转换器的实验结果与分
7、析 要实现抽运光和探测光之间的波长转换,抽运光和探测光的光波长应位于半导体光放大器的增益谱范围内。为此,我们对抽运光源、探测光源以及半导体光放大器的光谱特性进行了测量,如图2所示。两激光器采用的是多量子阱结构,它们的中心波长分别为113152Lm和113014Lm。从它们的光谱特性可以看出,两者的光谱并不是单纵模结构,这会影响两波长转换的效率。113152Lm激光光源的阈值电流为1311mA,1.3014Lm激光光源的阈值电流为1716mA。半导体光放大器的增益谱的峰值波长为112944Lm,从11266Lm到11322Lm的光谱范
8、围内,半导体光放大器都能提供增益。在测量光谱的过程中还发现,随着半导体光放大器偏置电流的增加,其增益谱的宽度会变窄,且增益谱的对称性逐渐被破坏,增益的峰值逐渐向短波长方向移动(如图2(c),(d)所示)。当偏置电流增加到
