基于有源非線(xiàn)性光纖的2R再生技術(shù)研究.pdf

1、隨著光纖通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,全光信息處理器件發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,全光再生器件成為人們的研究熱點(diǎn)。利用有源非線(xiàn)性光纖的放大作用和非線(xiàn)性效應(yīng),可利用同一根光纖實(shí)現(xiàn)全光2R(re-amplifying, reshaping)再生功能,這種再生器結(jié)構(gòu)不同于傳統(tǒng)的2R再生器構(gòu)建方式,后者由光放大和非線(xiàn)性整形兩個(gè)分立單元組成。本文通過(guò)建立有源光纖中導(dǎo)波光的非線(xiàn)性耦合模方程,來(lái)數(shù)值分析有源非線(xiàn)性光纖再生器的再生特性,并進(jìn)一步討論這種再生器的磁控特性以

2、及磁場(chǎng)對(duì)光再生特性的影響。主要工作內(nèi)容和創(chuàng)新如下:
　　1.提出了一種利用有源非線(xiàn)性光纖同時(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大和整形的方案。根據(jù)有源非線(xiàn)性光纖中導(dǎo)波光脈沖的四波混頻耦合模方程,采用對(duì)稱(chēng)分步傅里葉算法計(jì)算了光纖中增益分布對(duì)系統(tǒng)輸入輸出功率轉(zhuǎn)移函數(shù)的影響,并給出了一種基于功率轉(zhuǎn)移函數(shù)(power transfer function, PTF)的全光2R再生性能評(píng)價(jià)方法。研究表明,在同向增益泵浦情形下,提高泵浦功率可以有效提高全光2R再生器的

3、飽和增益特性,并且使空號(hào)/傳號(hào)的輸入閾值功率減小;增加光纖長(zhǎng)度同樣可以有效提高再生器的飽和增益,但它會(huì)增加空號(hào)/傳號(hào)的輸入閾值功率。上述結(jié)論可為基于有源非線(xiàn)性光纖的全光2R再生器研制提供理論指導(dǎo)。
　　2.根據(jù)導(dǎo)波光脈沖的磁光非線(xiàn)性耦合模方程,采用分步傅里葉算法計(jì)算了增益分布對(duì)自相位調(diào)制頻譜展寬的影響,計(jì)算結(jié)果與OptiSystem仿真一致。研究表明,基于自相位調(diào)制的再生器輸入飽和功率會(huì)隨著增益泵浦功率、光纖長(zhǎng)度以及鉺離子濃度的適

4、當(dāng)增加而減小,從而提高再生器的飽和增益。在有源非線(xiàn)性光纖軸向施加磁場(chǎng),可提高再生器輸入“傳號(hào)”光脈沖的幅度抖動(dòng)容限,還可以通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)改變自相位調(diào)制頻譜展寬的大小,使再生器的功率轉(zhuǎn)移函數(shù)與輸入劣化信號(hào)特性靈活匹配。
　　3.通過(guò)考察導(dǎo)波光脈沖在磁光非線(xiàn)性光纖(magneto-optic nonlinear fiber, MONLF)中的自相位頻譜展寬特性,提出一種利用磁光非線(xiàn)性效應(yīng)實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)測(cè)量的新方法,并通過(guò)引入磁場(chǎng)相關(guān)損耗(ma