利用DFB-LD的四波混频实现全光波长变换的研究

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1、摘要全光波长变换器(AOWC)是波分复用(WDM)全光网的一项关键技术，在众多实现全光波长转换器的方案中，基于DFB-LD的非简并四波混频(HNFWM)以其较大的转换带宽、紧凑的结构和严格的透明性，显示出良好的发展潜力，成为理想波长变换器的优选。鉴于此，本文做了以下几个方面的工作：1．绪论中讲述了全光波长变换器的产生背景、用途及对网络设计管理的影响，通过比较实现全光波长变换器的多种方案阐明了基于DFB—LD的四波混频实现全光波长变换器的可行性和优越性。2．第二章首先引入四波混频的基本原理、分布反馈式DFB激光器的工作原理以及耦合波理论，然后建

2、立一个载流子密度矩阵方程模型分析促成四波混频效应的三种物理机制，即载流子密度调制效应(CDP)、载流子加热效应(CH)、光谱烧孔效应(SHB)，得出各物理机制作用的失谐频率范围及对产生共轭光功率的影响。3．第三章是全文的重点，着重讲述了基于DFB—LD的单泵浦非简并四波混频(HNF'C／M)的理论模型，根据DFB—LD的特有结构形式，从耦合波方程出发进行数值计算，在4THz的失谐频率范围内求得共轭光、信号光的透射增益和反射增益曲线，并讨论了影响透射、反射增益的各物理参量，说明可以通过选取合适的规一化耦合系数、泵浦光输出功率和腔长等参量来获得较

3、高的透射、反射增益。4．第四章为实验部分，提出一个基于DFB—LD的四波混频的实验方案，设计制作了DFB—LD的配套恒流电源，并突出此恒流电源对半导体激光器的多重保护措施。在不同的偏置电流下对两台DFB—LD的激光光谱进行测量。后续实验有待日后进一步完成。关键词：全光波长变换器、四波混频、分布反馈式激光器、透射增益、反射增益ABSTRACTTheall—opticalwavelengthconverter(AOWC)isakeytechnologyinWDMnetworks．AmongmanyschemestoimplementtheAOWC

4、，Four-waveMixing(FWM)basedonDFB-LDshowsitspotentialapplicationbecauseofhighconversionbandwidth，compactconfigurationaswellasstricttransparency．Soitbecomestheexcellentselectionforidealopticalconverter．Keeptothepoint，severalworkhasbeencarriedoutasfollows：1．Intheintroduction，th

5、ebackground，purposeandeffectsonthenetworkofAOWChavebeendiscussed．FWMbasedonDFB。LDtorealizeAOWCisavailableandadvantageousbycomparingwitllotherschemes．2．Inchaptertwo．theprincipleofFWMandDFB—LD’Scoupled-wavetheoryareintroducedfirstly．Thenamodelofcarrierdensitymatrixequationsis

6、built，threeeffectssuchascarrierdensitypulsation(CDP)，carrierheating(CH)，spectralholeburning(SHB)areanalyzed．FinallywecanfindhowthreeeffectsWOrkonthepowerofconjugatewave．3．Chapterthreeistheemphasisofthisdissertation，thetheorymodelofhighlynondegeneratefour-wavemixing(HNFWM)ba

7、sedonDFB·LDhasbeenpointedout．Thethesisstartsfromcoupled·waveequationscombiningthespecialstructureofDFB—LD，thenwegetthetransmissiongain，reflectiongainofprobeandconjugatewavesattherangeof4THzbywayofnumericalcalculation．Wealsodiscusssomefactorswhichworkonthesegains．Togethigher

8、gains，weshouldselectappropriatefactorsincludingnormalizedcouplingstrength，pumpleve