基于半導(dǎo)體光放大器的超快全光波長變換研究.pdf

1、激光器和低損耗光纖的發(fā)明引發(fā)了光纖通信的誕生與快速發(fā)展，而目前光纖通信網(wǎng)絡(luò)中的光-電-光信號處理器件與系統(tǒng)的帶寬“電子瓶頸”嚴(yán)重限制了光纖通信網(wǎng)絡(luò)帶寬的進(jìn)一步擴(kuò)展。未來的光纖通信網(wǎng)絡(luò)將要求網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)帶寬與光纖傳輸容量匹配，并且對調(diào)制格式透明，因此促使全光信號處理的誕生與發(fā)展。而其中，全光波長變換是可重構(gòu)、無阻塞波分復(fù)用(WDM)光網(wǎng)絡(luò)重要組成部分。在諸多用于全光波長變換的非線性器件當(dāng)中，半導(dǎo)體光放大器具有非線性系數(shù)大、體積小、易于集成等特

2、點(diǎn)，基于半導(dǎo)體光放大器的全光波長變換具有結(jié)構(gòu)簡單、速度快、功耗低、對信息格式透明等諸多優(yōu)點(diǎn)，已成為全光信號處理領(lǐng)域研究重點(diǎn)之一。
　　本文介紹了光纖通信發(fā)展歷史及趨勢、基于半導(dǎo)體光放大器的全光波長變換技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及方向、半導(dǎo)體光放大器的基本理論，并針對基于半導(dǎo)體光放大器的全光波長變換技術(shù)進(jìn)行了詳盡的討論和研究。主要內(nèi)容為：
　　1．研究半導(dǎo)體光放大器的載流子速率方程和光場傳輸方程，建立基于有限差分光束傳播法的數(shù)值模型，對基于

3、半導(dǎo)體光放大器交叉增益調(diào)制和交叉相位調(diào)制等非線性效應(yīng)的全光波長變換進(jìn)行仿真計算，模擬不同速率的歸零碼信號和非歸零碼信號的全光波長變換，并搭建實(shí)驗(yàn)平臺實(shí)現(xiàn)10 Gbit/s非歸零碼信號以及速率高達(dá)80 Gbit/s歸零碼信號的全光波長變換。
　　2．研究基于半導(dǎo)體光放大器的全光波長變換中存在的增益恢復(fù)速率慢的原因及解決方案，采用級聯(lián)半導(dǎo)體光放大器結(jié)構(gòu)(Turbo-switch)實(shí)現(xiàn)了增益近4倍加快恢復(fù)，并演示了不同速率的非歸零碼和歸