基于SOA非線性偏振旋轉(zhuǎn)的光緩存器及其級聯(lián)的研究.pdf

1、由于全光分組交換（OPS）具有對數(shù)據(jù)速率、調(diào)制格式、傳輸協(xié)議等透明的優(yōu)點，同時OPS具有高吞吐量、高傳輸速率，能有效的解決目前交換節(jié)點中存在的“電子瓶頸”問題，全光分組交換被認為是下一代網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)的首選方案。光緩存是實現(xiàn)全光分組交換的關(guān)鍵技術(shù)之一。光緩存器可以在光域內(nèi)完成數(shù)據(jù)包的存儲而不需要經(jīng)過光-電-光的變換，是實現(xiàn)光分組同步、競爭解決和流量整形的關(guān)鍵。本文提出了一種基于半導體光放大器（SOA）非線性偏振旋轉(zhuǎn)的光緩存器結(jié)構(gòu)，并且實驗

2、實現(xiàn)了該緩存器的多級級聯(lián)。該緩存器具有結(jié)構(gòu)簡單、可級聯(lián)、易集成、功耗小、重構(gòu)速度快、易于控制和成本低等優(yōu)點。另外，本文對基于半導體光放大器非線性偏振旋轉(zhuǎn)的光緩存器的關(guān)鍵問題進行了研究和討論。本文的創(chuàng)新點和主要工作包括以下幾點： 1、對半導體光放大器的非線性偏振旋轉(zhuǎn)進行了理論研究。在建立非線性偏振旋轉(zhuǎn)的理論模型的基礎(chǔ)上，提出了一種尋找SOA偏振主態(tài)，以及通過調(diào)節(jié)注入電流獲得SOA兩個正交線偏振態(tài)的方法，從而實現(xiàn)了兩個正交線偏振態(tài)之

3、間的轉(zhuǎn)化。利用上述方法，實現(xiàn)了基于SOA非線性偏振旋轉(zhuǎn)的光開關(guān)。對光開關(guān)的分光比和開關(guān)速度進行了深入研究，結(jié)果表明，先開關(guān)在“通態(tài)”和“切換態(tài)”時，開關(guān)的兩個輸出端口的分光比并不相同，且光開關(guān)的分光比隨著輸入光功率的變大而變大，增加輸入信號光的功率可以改善光開關(guān)的開關(guān)速度，但考慮到SOA的增益飽和效應(yīng)，輸入信號光的功率不易大于0dBm。 2、提出了一種基于SOA非線性偏振旋轉(zhuǎn)的光緩存器的新結(jié)構(gòu)。該緩存器利用SOA中同樣的非線性偏

4、振旋轉(zhuǎn)，既可以實現(xiàn)“讀”操作，也可以實現(xiàn)“寫”操作，控制簡單，讀寫速度快。與NOLM結(jié)構(gòu)的光緩存器相比，沒有被緩存的數(shù)據(jù)可以直接通過而不需要在光纖環(huán)中繞行一周；由于SOA不在光纖環(huán)中放置，緩存器的緩存深度可以達到80％以上。所以，該緩存器具有結(jié)構(gòu)簡單、讀寫速度快、功耗小、易級聯(lián)等優(yōu)點。利用該緩存器，實現(xiàn)了2．5Gbps速率的1024比特數(shù)據(jù)的12圈的緩存，每一圈的緩存時間為0．91μs。實驗中，還提出了一種利用PBS和耦合器在線監(jiān)測系統(tǒng)

5、實現(xiàn)兩個正交線偏振態(tài)之間相互轉(zhuǎn)化的方法。實驗測量了信號的橢圓度對PBS分光比的影響，指出緩存結(jié)果中出現(xiàn)的“漏光”現(xiàn)象是由于信號光的橢圓度降低導致PBS的分光比降低造成。 3、提出了基于SOA非線性偏振旋轉(zhuǎn)的光緩存器的級聯(lián)結(jié)構(gòu)，該級聯(lián)結(jié)構(gòu)具有控制元件少的優(yōu)點，每一級的緩存單元只需一個控制元件（SOA），且級聯(lián)結(jié)構(gòu)中沒有2×2光開關(guān)，易于集成。首次實現(xiàn)了兩級、三級該緩存器的級聯(lián)，兩級光緩存器可提供60個不同的緩存時間，最大緩存時間為