光纖中可控制慢光的研究.pdf

1、光纖中控制光的傳播速度甚至將光“?！毕聛?lái)，在全光通訊和光信息處理中具有重要意義。目前的光纖通信系統(tǒng)中，存在著較多的光-電、電-光轉(zhuǎn)換過(guò)程，給光纖通信系統(tǒng)帶來(lái)諸多不利因素。為了充分利用光纖通訊的帶寬優(yōu)勢(shì)，人們一直夢(mèng)想著能夠?qū)崿F(xiàn)全光通信技術(shù)。 缺少實(shí)用的光路由器是全光通信發(fā)展的一個(gè)瓶頸。而其關(guān)鍵部件全光緩存器尚沒(méi)有實(shí)用的技術(shù)途徑。實(shí)現(xiàn)光緩存的辦法之一就是——用光學(xué)的手段來(lái)控制光速。這就是研究光纖中的快慢光技術(shù)的目的——研制一種全光存

2、儲(chǔ)器或是高精度的光學(xué)可控延遲線，以解決全光通訊中光交換/光路由的問(wèn)題。此外，快慢光現(xiàn)象的研究還可以應(yīng)用在光信息處理和光存儲(chǔ)等方面。 本文對(duì)光纖中光速減慢技術(shù)(“慢光”技術(shù))，特別是基于受激布里淵放大的慢光技術(shù)進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)上的研究。 本文首次提出了一種可以增強(qiáng)布里淵慢光緩存器延遲性能的高功率布里淵放大器。泵浦和信號(hào)的功率之比如果越高會(huì)帶來(lái)更高增益，而信號(hào)的延遲時(shí)間同增益成正比，所以也會(huì)帶來(lái)好的延遲性能。高功率布里淵放大

3、器利用較短的光纖長(zhǎng)度提高了布里淵閾值，從而增加了可用的泵浦功率，所以可以提高泵浦和信號(hào)的功率比。由于增益飽和是布里淵慢光緩存器性能的主要限制之一，本文著重研究了這一特征參數(shù)。同時(shí)還測(cè)量了其延遲性能，噪聲指數(shù)等特征。此外，還分析了高功率布里淵放大器的性能對(duì)其慢光緩存器應(yīng)用的影響。結(jié)果表明，對(duì)輸入功率-36dBm的信號(hào)，相對(duì)于低功率布里淵放大器，通過(guò)使用高功率布里淵放大器，延遲時(shí)間可以增強(qiáng)超過(guò)24ns。 本文對(duì)布里淵慢光進(jìn)行了深入的

4、理論分析，推導(dǎo)了基于布里淵放大的慢光緩存器的存儲(chǔ)能力的公式，并通過(guò)數(shù)值模擬給出了其最大能存儲(chǔ)的比特?cái)?shù)及獲得最佳存儲(chǔ)比特?cái)?shù)的相應(yīng)的比特率。首次從物理機(jī)理上解釋了目前所有的基于SBS的慢光實(shí)驗(yàn)其延遲量都沒(méi)有超過(guò)1個(gè)比特的原因。 全光緩存器的寬帶應(yīng)用是發(fā)展趨勢(shì)。通過(guò)調(diào)制泵浦增加泵譜光譜寬度可以實(shí)現(xiàn)寬帶布里淵放大。我們針對(duì)寬帶布里淵慢光緩存器在不同泵浦帶寬(或增益帶寬)的情形進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析。結(jié)果表明，對(duì)RZ碼，其存儲(chǔ)能力局限在1.