高精度全光量化的關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,人類已經(jīng)全面步入高度數(shù)字化時(shí)代,數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代信息化社會(huì)發(fā)展的標(biāo)志和方向,其應(yīng)用領(lǐng)域囊括了從電、磁到聲、光乃至生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。數(shù)字化的發(fā)展對模數(shù)轉(zhuǎn)換器件的帶寬和轉(zhuǎn)換速率提出了更高的要求。由于全光模數(shù)轉(zhuǎn)換可以克服傳統(tǒng)電子模數(shù)轉(zhuǎn)換的物理極限,近年來已引起人們的廣泛關(guān)注,如何在全光模數(shù)轉(zhuǎn)換中獲得高精度的全光量化是一個(gè)值得研究的熱點(diǎn)問題。
　　本文從利用孤子自頻移效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光脈沖的強(qiáng)度-波長轉(zhuǎn)換出發(fā),提出了高

2、精度的全光量化方案,并圍繞其關(guān)鍵技術(shù)展開了研究。首先,利用飛秒光脈沖在光纖中的非線性傳輸特性,對全光量化的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù):脈沖的強(qiáng)度-波長轉(zhuǎn)換和頻移后的脈沖光譜壓縮進(jìn)行了理論分析,利用高非線性光子晶體光纖對所提出的量化方案進(jìn)行了數(shù)值模擬,仿真結(jié)果表明,采用光子晶體光纖可以獲得150nm的頻移量,并且可以將200fs的光脈沖譜寬由12.5nm壓縮至1.5nm,光譜壓縮比達(dá)到8.3。然后,采用高非線性光纖和光子晶體光纖相結(jié)合對所提出的量化方案

3、進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,采用中心波長為1550nm、脈寬為330fs、重復(fù)頻率為20MHz的激光光源,實(shí)現(xiàn)了不同峰值功率脈沖的強(qiáng)度-波長轉(zhuǎn)換,其脈沖頻移動(dòng)態(tài)范圍達(dá)到了150nm;采用兩步光譜壓縮方法將頻移后光脈沖(波長位于1570nm~1700nm)的譜寬壓縮至2nm以下,獲得的量化精度達(dá)到6bits。此外,本文還采用高重復(fù)頻率(300MHz以上)的飛秒脈沖光源進(jìn)行了全光量化實(shí)驗(yàn),獲得了相同的量化結(jié)果。
　　最后,本文提出了一種進(jìn)一步提高