基于光纖非線性的全光時(shí)鐘恢復(fù)和超寬帶技術(shù)研究.pdf

1、增大網(wǎng)絡(luò)容量和提高通信速率一直是未來光通信發(fā)展的主要方向。在未來的全光網(wǎng)絡(luò)中，全光信號處理技術(shù)使光網(wǎng)絡(luò)換節(jié)點(diǎn)處的信息處理都在光域上進(jìn)行，而不需要額外的光-電-光的變換，而提高了處理速度也降低了功耗。其中全光的時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)作為一項(xiàng)關(guān)鍵的全光信號處理技術(shù)主要用于光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)3R再生，接收端對信號進(jìn)行探測，同時(shí)檢測網(wǎng)絡(luò)健康狀況。另一方面，為了讓占據(jù)帶寬大，功率譜密度小的超寬帶(UWB)信號實(shí)現(xiàn)長距離傳輸，有線和無線相結(jié)合的UWB-over

2、-fiber(UWBoF)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并引起了極大的關(guān)注。
　　本論文從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面對基于光纖非線性的全光時(shí)鐘恢復(fù)系統(tǒng)進(jìn)行了細(xì)致的研究，并將其機(jī)制引入U(xiǎn)WBoF系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)UWB信號的產(chǎn)生、調(diào)制、傳輸和廣播?？偨Y(jié)全文的研究內(nèi)容，主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的工作：
　　(1)結(jié)合非線性偏振旋轉(zhuǎn)效應(yīng)和主動諧波鎖模的物理機(jī)制，利用HNLF中的NPR效應(yīng)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了40GHz-80GHz的全光主動諧波鎖模激光器。
　　(2)在NPR

3、效應(yīng)的主動諧波鎖模激光器的基礎(chǔ)上，提出了一種40Gb/s和80Gb/s的全光時(shí)鐘恢復(fù)技術(shù)。分析了40Gb/s條件下時(shí)鐘恢復(fù)子系統(tǒng)中各個(gè)參數(shù)輸出性能的影響。
　　(3)通過數(shù)值求解耦合波方程，深入分析了不同條件下，不同參量放大器的增益特性。然后根據(jù)前面的分析，利用主動諧波型參量振蕩器加上飽和半導(dǎo)體光放大器(SOA)作為后處理，實(shí)現(xiàn)了基于FOPO的40Gb/s時(shí)鐘恢復(fù)。
　　(4)利用非線性光纖環(huán)形鏡(NOLM)作為全光鎖模器件

4、，通過改變馬赫澤德調(diào)制器的偏置電壓，在10GHz電信號的驅(qū)動下實(shí)現(xiàn)了重復(fù)頻率在10GHz和20GHz可切換的鎖模脈沖輸出。
　　(5)將基于NOLM的時(shí)鐘恢復(fù)子系統(tǒng)工作速率提高到了40Gb/s，并且對各項(xiàng)參數(shù)包括輸入平均功率、消光比、差分群延時(shí)和SOA偏置電流與恢復(fù)出時(shí)鐘質(zhì)量的關(guān)系做了詳細(xì)研究。
　　(6)對三種基于光纖非線性的時(shí)鐘恢復(fù)子系統(tǒng)做了全面的比較。通過分析得知基于NPR的系統(tǒng)是本論文提出的三種子系統(tǒng)中目前性能最佳的

5、時(shí)鐘恢復(fù)子系統(tǒng)。
　　(7)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了一種基于雙向泵浦NOLM的NRZ到自時(shí)鐘信號曼徹斯特碼(Manchester code)的20Gb/s碼型轉(zhuǎn)換技術(shù)。
　　(8)通過深入挖掘NOLM的基本原理，提出了基于NOLM非線性功率傳輸區(qū)域產(chǎn)生UWB信號的UWBoF系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)成功產(chǎn)生了極性相反的UWB doublet脈沖信號，并進(jìn)行OOK調(diào)制后實(shí)現(xiàn)10km的光纖傳輸，在接收端實(shí)現(xiàn)了10-9無誤碼傳輸。
　　(9)通過對上述結(jié)