光纖四波混頻再生技術(shù)研究.pdf

1、基于光纖四波混頻（FWM）實現(xiàn)的全光再生技術(shù)，囊括了全光信號再放大、再整形、再定時的三個方面，其飛秒級的響應(yīng)速度、THz級的工作帶寬及優(yōu)越的光控光特性，不僅大大提高了光通信網(wǎng)絡(luò)的交換速度而且適用于DWDM系統(tǒng)，是未來高速全光網(wǎng)絡(luò)的主要研究方向之一。本文研究光纖參量2R再生器（FOPR）以及基于光纖參量振蕩器（FOPO）的全光時鐘提取單元。以理論分析為基礎(chǔ)，結(jié)合系統(tǒng)仿真結(jié)果，優(yōu)化實驗設(shè)計，對利用FOPR實現(xiàn)全光2R再生以及采用FOPO進(jìn)行

2、全光時鐘提取進(jìn)行了深入的分析研究，主要內(nèi)容如下：
　　1.結(jié)合本課題研究方向分析了FWM效應(yīng)在FOPR及FOPO時鐘提取中所起到的作用和表現(xiàn)出的不同性質(zhì)。從全光幅度整形和環(huán)路振蕩鎖模的角度分別對FOPR再生原理及FOPO時鐘提取原理進(jìn)行了深入的分析探討，為后續(xù)FOPR的設(shè)計、研制和FOPO時鐘提取仿真平臺的搭建提供了理論依據(jù)。
　　2.描述了基于數(shù)據(jù)泵浦方案的FOPR的工作原理及設(shè)計原則。從簡并FWM泵浦帶寬、連續(xù)探測光波長

3、設(shè)置以及功率轉(zhuǎn)移函數(shù)（PTF）等方面對FOPR進(jìn)行了仿真設(shè)計。從理論分析及仿真結(jié)果證明，F(xiàn)OPR中采用功率控制單元對提升再生器性能是十分必要的。在此基礎(chǔ)上，制作了一臺全光2R再生器，并對其再生性能進(jìn)行了實驗測試，其PTF斜率約為1.7，消光比可提升約5 dB，實驗結(jié)果與仿真設(shè)計一致。該再生器將用于構(gòu)建具有再生功能的光分組交換（OPS）系統(tǒng)，可實現(xiàn)單信道2R信號再生。
　　3.實現(xiàn)了40Gbps全光時鐘提取的OptiSystem仿真

4、。從FOPO環(huán)路穩(wěn)定振蕩條件、鎖模條件、時鐘提取條件以及FOPA增益飽和特點等方面對FOPO時鐘提取單元進(jìn)行了深入的理論探討及仿真研究。指出FOPO時鐘提取系統(tǒng)穩(wěn)定振蕩時，F(xiàn)OPA增益接近于0dB，可以大大減小泵浦信號隨機(jī)性對時鐘的影響，抑制時鐘抖動。借助于FOPO環(huán)路增益/損耗等效模型及FOPA信號增益仿真結(jié)果，實現(xiàn)對FOPO環(huán)路振蕩性質(zhì)的整體把握，可以直觀地對FOPO環(huán)內(nèi)增益損耗進(jìn)行設(shè)置，使其達(dá)到時鐘提取的要求。在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了輸