基于半導體光放大器的高速全光信號處理技術的研究.pdf

1、對于目前的通信網(wǎng)絡，其傳輸與交換能力嚴重失衡，這已成為通信界的共識，而基于光-光相互作用的高速全光信號處理技術是解決這一難題有效、直接的途徑。由于具有體積小、功耗低、可集成的優(yōu)點，以半導體光放大器(SOA)為核心的全光信號處理技術近年來得到廣泛的研究。本文以SOA為核心，在全光信號處理技術領域進行了相關的理論及實驗研究工作，并取得了以下研究成果：
　　 利用SOA中交叉增益調(diào)制(XGM)、交叉相位調(diào)制(XPM)效應，提出了一種基

2、于一個SOA的全光組播及串-并轉換的實現(xiàn)方案；針對該方案，設計、完成了窄脈沖光源，以及波長數(shù)目可調(diào)的波-時分脈沖光源；在此基礎上實現(xiàn)了10Gbit/s→4×10 Gbit/s的全光組播、以及40 Gbit/s→4×10 Gbit/s的全光串-并轉換的實驗。實驗結果表明，對于惡化的輸入信號，該方案輸出信號的光信噪比能夠得到顯著提升。
　　 首次提出了“兩入兩出波長變換”的概念，指出這種波長變換器對于全光波長變換技術的大規(guī)模應用具有

3、巨大意義；利用SOA中四波混頻(FWM)的特性設計了一種能夠同時對兩路獨立編碼信號進行波長變換的方案，該方案只需一個SOA，且無需外加探測光；利用鈮酸鋰馬赫-曾得幅度調(diào)制器滿足了該方案對輸入信號的要求，并實驗完成了10 Gbit/s的、基于一個SOA的“兩入兩出”波長變換系統(tǒng)。
　　 通過對SOA多種非線性效應(XGM、XPM、FWM)特性的掌握，提出了基于一個SOA、可重構的全光基礎邏輯實現(xiàn)方案，實驗實現(xiàn)了10 Gbit/s的

4、、包括“非(-A)”、“或非(-A.-B)”、“(-A).B(A.-B)”、“與(A.B)”、以及“同或(A(О)B)”等多種基礎邏輯。對實驗得到的各種邏輯輸出信號質量進行了分析，證明了該方案的可行性及可級聯(lián)能力。
　　 首次提出了一種采用兩個SOA、可重構的(半加器、半減器)全光組合邏輯的實現(xiàn)方案。分析了該方案的工作原理及特點，完成了10 Gbit/s的全光半加器、半減器系統(tǒng)實驗，并研究了各級信號的輸出脈沖質量。本方案中的組合