一種基于時(shí)間透鏡的全光OFDM系統(tǒng)的理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)由于其高頻譜利用率、強(qiáng)大的色散容限和偏振模色散（PMD）容限，開始在高速光纖通信系統(tǒng)中得到廣泛的研究和應(yīng)用。目前為止，主要有兩種方式實(shí)現(xiàn)光的正交頻分復(fù)用技術(shù)，分別是相干OFDM和全光OFDM。相干OFDM 主要是基于電子芯片的方式來實(shí)現(xiàn)，其主要受限于電子芯片的處理速度，從而使光纖通信很難達(dá)到很高的速率。為了克服這一問題，人們開始引入全光OFDM，本文采用基于時(shí)間透鏡的方式來實(shí)現(xiàn)全光OFDM 系統(tǒng)。
　　

2、 本文首先從光波時(shí)空二元性理論出發(fā)，得出空間中衍射與光纖通信中二階色散介質(zhì)傳輸?shù)膶?duì)應(yīng)性原理；接著從傳統(tǒng)光學(xué)中的透鏡引出時(shí)間透鏡，進(jìn)而從空間成像得到時(shí)域連續(xù)傅里葉變換/逆變換（FT/IFT）的原理。接下來從實(shí)際的光纖通信系統(tǒng)中找到具體的器件來實(shí)現(xiàn)時(shí)間透鏡和二階色散介質(zhì)的功能，從器件上實(shí)現(xiàn)了時(shí)域傅里葉變換系統(tǒng)：一個(gè)調(diào)相器（用于實(shí)現(xiàn)時(shí)間透鏡）和對(duì)稱分布在其兩端的相同的色散介質(zhì)即可組成。我們稱之為全光時(shí)域連續(xù)FT/IFT 器件，進(jìn)一步將其應(yīng)用

3、在光OFDM 系統(tǒng)中：在發(fā)射端，用IFT 器件對(duì)一組原始光脈沖直接進(jìn)行傅里葉逆變換，得到全光OFDM 符號(hào)；在接收端，用FT 器件將光脈沖恢復(fù)。
　　 最后，本文用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了基于時(shí)間透鏡的全光OFDM 系統(tǒng)，在無色散補(bǔ)償、無預(yù)啁啾情況下將20 Gbit/s 光信號(hào)在G.655光纖中成功傳輸了200 km。處理好原始光脈沖的時(shí)間寬度與IFT/FT 變換器件的時(shí)間窗口、色散介質(zhì)的色散參數(shù)以及時(shí)間透鏡的電驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的關(guān)系，時(shí)間透鏡可