多功能磁控光纖信號處理器件研究.pdf

1、多功能集成是降低全光信號處理器件成本的重要手段之一。全光3R再生器就是一個很好的例子，它將再放大、再整形、再定時功能集成在一起。利用光纖非線性效應不但可以實現光控光3R信號處理，還可以利用磁光效應對光纖器件進行磁場控制，提高器件性能和控制靈活性。本文主要內容及創(chuàng)新如下：
　　1.研究了光纖參量放大器（Fiber Optical Parametric Amplifier,FOPA）的噪聲特性，涉及的噪聲類型包括散粒噪聲、被放大的量子

2、噪聲、泵浦自發(fā)輻射（Amplified Spontaneous Emission, ASE）轉移噪聲等，工作頻帶內、外的噪聲大小可分別用泵浦光的輸入光信噪比（Optical Signal-to-Noise Ratio of the Pump,OSNRp）和等效的信號光輸入光信噪比（Optical Signal-to-Noise Ratio of the Signal,OSNRs）來表示。采用光域方法直接測量了FOPA的噪聲指數（Nois

3、e Figure,NF）。研究表明，噪聲指數隨著相應光信噪比的增加而減小，當OSNRp和OSNRs分別超過35dB和25dB時，可獲得的最小噪聲指數約為4.3dB，實驗結果與仿真曲線一致。
　　2.分析了泵浦光帶內ASE噪聲對光纖參量再生器（Fiber Optical Parametric Regenerator,FOPR）性能的影響，當泵浦光OSNR?19.6dB時，光再生性能明顯劣化；當泵浦光OSNR?35dB時，泵浦光帶內A

4、SE噪聲的影響可忽略。針對非對稱光脈沖劣化情形，提出了光時鐘偏移泵浦再生方案。實驗表明，對于Q值為7.13的10Gb/s劣化光信號，再生后Q值可提升到10.16，光接收機靈敏度可提升3.1dB。
　　3.通過光纖環(huán)外注入ASE噪聲的方法實現了光纖參量震蕩器（Fiber Optical Parametric Oscillator,FOPO）的起振，并提取了相位抖動值為0.025UI的10GHz光時鐘信號。實驗表明，在FOPO光纖環(huán)中

5、增加線起偏器，可使輸出光時鐘信號的偏振度由37.94％提升到99.61%。
　　4.理論分析了全光纖Sagnac結構的磁控機理，并開展了磁光調制實驗。實驗表明，在177Gs磁場作用下，磁光調制器的調制度可達17.05dB，并具有良好的調制可重復性。在磁光調制基礎上，引入泵浦光信號進行了光控光開關實驗，在入纖峰值功率為28.2dBm的泵浦光信號控制下，光控光開關的消光比可達25.8dB；進一步施加磁場，可使光控光開關的消光比性能提升