全光波长变换和光纤超连续脉冲光源的研究

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1、摘要摘要全光网络已逐渐成为人们目光聚集的新一代网络，而光节点器件和技术是全一光网络的基础和研究热点。本文围绕全光波长变换技术、光脉冲压缩技术、光纤超连续脉冲光源等进行了以下方面的研究：一、基于半导体光放大器(SOA)四波混频(FwM)效应的全光波长变换技术1．以集总模型为理论基础分析了SOA．FWM型波长变换的特性，得出了变换效率和信噪比的表达式，讨论了增益和入射光功率对变换效果的影响。2．采用单泵浦机制实现了以电吸收调制激光器(EML)为信号光源的FWM波长变换输出。采用正交双泵浦机制获得了效果更优的变换输出，在变换光波

2、长41．2nm调谐范围内变换效率变化小于3dB。3．对基于SOA的全光波长变换技术的各种方法，如利用交叉增益调制(XGM)、交叉相位调制(XPM)、差分相位调制(DPM)及含有SOA的非线性光纤环形镜(NOLM)等，进行了归纳总结及性能对比。二、光纤非线性脉冲压缩技术的研究1．对基于色散位移光纤(DSF)的高阶孤子效应压缩技术进行了理论分析。利用DSF中的孤子效应压缩技术将主动锁模光纤激光器(AML—FL)出射的光脉冲压缩至4．86ps。分析指出虽然压缩后脉宽能够满足40Gbiffs系统的要求，但脉冲的非线性啁啾使压缩后脉

3、冲波形严重恶化，不利于系统传输，需要通过滤波等方法消除基座。2．利用数值方法详细分析了色散渐减光纤(DDF)压缩光脉冲的特点以及其色散渐减方式对脉冲压缩效果的影响。实验上利用线性渐减的DDF将AML．FL出射的光脉冲压缩至1．974ps。三、超连续(SC)短脉冲光源的研究1．讨论了自相位调制(SPM)和群速度色散(GVD)对sC产生过程的影响作用，指出了反常色散区是获得宽阔sc谱的较优选择。2．以DSF为SC产生介质、分别采用AML．FL、EML、被动锁模光纤激光器(PML．FL)为泵浦光源进行实验，获得最大宽度为75．3

4、nm、11．9nm、488nrn的SC谱。采用PML．FL为泵浦光源时，实验所用DSF仅100m，SC潜的平坦性小于±3dB。3．综合分析实验结果发现泵清脉冲的光功率增大到一定程度后sc谱展宽过程进入饱和状态。关键词：全光波长变换、半导体光放大器、四波混频、超连续谱、孤子效应压缩、绝热脉冲压缩ABSTRACTAnopticalnetwork，generallyspeaking，isawideconcept．Itcoversallthenetworking，whichinvolvesopticalsectionsinsome

5、pointofthetransmission．Thereai'e，however,manytypesofopticalnetworksdependingonequipmentusedintheway．Thisdissertationisfocusedonall—opticalwavelengthconversionandfibersupercontinuurnpulsesources，whichinclude：1．All-opticalwavelengthconversionbasedonFWMinSOAa)Theprin

6、ciplesandcharacteristicsofthisconvenerarestudiedtheoreticallyonthebasisofLumpmodel．ConversionefficiencyandSNRofoutputareanalyzedandinfluencesofSOAgainandinputpulseparametersonconversionontputarediscussed．b)ThesignalpulseoutputofEML(Electro—absorptionModulatedLaser

7、)drivedby10GHzRFwithcenterwavelengthof1554．17rimiswavelengthconvenedwithsinglepumpmechanism．TheconstantefficiencyandSNRcanbeobminedinabroadwavelengthrangewithorthogonallypolarizedpumpmechanismThetunablerangeofconversinoutputisabout4I．2ninwitll3dBfluctuationofconve

8、rsionefficiency．C)VariousSOAbasedwavelengthconversiontechnologies，suchasSOA-FWM，SOA—XGM．SOA—XPM，SOA—DPMandSOA+NOLM，arecompared．2．Opticalpulsecompression