基于雙芯光纖的光信號處理技術及其應用研究.pdf

1、光信號處理技術是指對光數(shù)據(jù)信號進行處理的技術，與電信號處理技術相比，具有諸多優(yōu)點，是光通信網(wǎng)絡中的關鍵技術之一。光信號處理技術研究領域廣泛，包括碼型轉(zhuǎn)換、光邏輯門、全光波長轉(zhuǎn)換、光學計算及微波光子領域的光信號處理等。本文在國家自然科學基金面上項目的資助下，針對光時域微分器、光載無線系統(tǒng)的單邊帶調(diào)制及超寬帶信號光學產(chǎn)生技術，開展了一系列較為深入的研究。概括全文所取得的研究成果，有如下幾個方面:
　　(1)提出并研究了基于雙芯光纖的光

2、時域微分器。當雙芯光纖的兩個纖芯的結(jié)構參數(shù)（半徑、折射率分布）完全一致時，傳輸譜符合一階光時域微分的特征。因此僅使用一段雙芯光纖，就可以對光信號進行一階時域微分處理。進一步，如果雙芯光纖的某個纖芯被均勻切割成N等分，該結(jié)構的雙芯光纖可以看作是N個一階光時域微分器的級聯(lián)，構成高階光時域微分器。由于雙芯光纖的梳狀傳輸譜特性，對雙芯光纖的結(jié)構參數(shù)進行恰當?shù)脑O計，可以獲得滿足ITU-T G.692標準的波分復用系統(tǒng)一階光時域微分器，16通道一階

3、光時域微分器傳輸譜仿真結(jié)果表明，其通道間隔為100 GHz，通道3dB帶寬為33.5 GHz，16通道實際中心頻率與標稱中心頻率之差的最大值僅為4.2 GHz。使用高斯光脈沖，對基于雙芯光纖的一階光時域微分器、高階光時域微分器和波分復用系統(tǒng)光時域微分器進行了微分結(jié)果驗證，證明這三種光時域微分器具有很高的精確度。并通過差錯因子、能量效率、3dB帶寬三個方面對其性能進行了分析。最后，作為雙芯光纖光時域微分器的應用，提出了一種基于雙芯光纖光時

4、域微分器的光相位重構方案，僅需要測量光時域微分器之前和之后光信號的強度，就可以恢復光信號的相位。
　　(2)提出并研究了基于雙芯光纖的波分復用光載無線系統(tǒng)單邊帶調(diào)制方案。該方案利用雙芯光纖梳狀傳輸譜的斜邊，同時對多路光雙邊帶調(diào)制信號的載波和上下邊帶產(chǎn)生不同的衰減，實現(xiàn)了光雙邊帶調(diào)制到光單邊帶調(diào)制的轉(zhuǎn)變。同時優(yōu)化了光載邊比，提高了光鏈路的靈敏度。提出并研究了基于長周期光纖光柵的光載無線系統(tǒng)單邊帶調(diào)制方案，并優(yōu)化了光載邊比。
　

5、　(3)提出并研究了基于長周期光纖光柵的光載邊比可調(diào)的光載無線單邊帶調(diào)制方案。該方案由偏振控制器、偏振分束器、兩個平行結(jié)構的長周期光纖光柵、偏振合束器構成了光載邊比調(diào)節(jié)單元，通過調(diào)節(jié)偏振控制器的輸出角度，即可實現(xiàn)光載邊比的連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍從10dB到-5dB。
　　(4)提出并研究了基于雙芯光纖的多通道超寬帶信號光學產(chǎn)生及調(diào)制方案。雙芯光纖作為多波長光鑒頻器，基于相位調(diào)制-強度調(diào)制轉(zhuǎn)換原理，獲得了具有正負極性的高斯monocyc