三角形光脈沖的產(chǎn)生和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換特性研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著光通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，全光信息處理已經(jīng)成為人們研究的熱點(diǎn)，而特殊形狀的光脈沖在全光信息處理領(lǐng)域中又具有重要的應(yīng)用意義。三角形光脈沖是一種在時(shí)域范圍內(nèi)具有線性上升沿和下降沿的特殊光脈沖形式，其生成和應(yīng)用的研究已經(jīng)成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。
　　本文重點(diǎn)研究了基于光載波抑制調(diào)制和光纖色散效應(yīng)的三角形光脈沖的生成，以及基于光纖自相位調(diào)制(SPM)效應(yīng)的對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)三角形脈沖波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的特性。本文主要的研究工作如下:
　　1.理

2、論推導(dǎo)了基于光載波抑制調(diào)制和光纖色散效應(yīng)產(chǎn)生三角形光脈沖的原理，得出單模光纖SMF輸出端光強(qiáng)表達(dá)式中各階諧波權(quán)值比隨調(diào)制系數(shù)m的關(guān)系變化曲線，結(jié)果表明當(dāng)m=2.305時(shí)光強(qiáng)表達(dá)式可以有效逼近典型三角形脈沖串的傅里葉函數(shù)表達(dá)式。進(jìn)一步根據(jù)值對(duì)處于載波抑制調(diào)制模式下的雙電極馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器(De-MZM)的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，通過(guò)OptiSystem軟件仿真生成了時(shí)域形狀較理想的對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)三角形光脈沖。
　　2.理論推導(dǎo)了SPM效應(yīng)所致頻

3、譜變化表達(dá)式，結(jié)合matlab仿真得出對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)三角形光脈沖的頻率啁啾曲線，分析了利用SPM效應(yīng)實(shí)現(xiàn)上述兩種脈沖波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的可行性，接著從周期性光脈沖序列中得到單個(gè)光脈沖，使其通過(guò)高非線性光纖(HNLF)進(jìn)行傳輸，得到中心頻率變化后的光譜，之后在HNLF輸出端增加一個(gè)濾波器濾出所需頻率成分，最終得到不同于原中心頻率且時(shí)域波形基本理想的三角形脈沖，有效實(shí)現(xiàn)了脈沖波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。進(jìn)一步結(jié)合OptiSystem和matlab仿真，驗(yàn)證了脈沖波長(zhǎng)位移

4、與輸入脈沖功率、非線性光纖長(zhǎng)度、非線性系數(shù)以及脈沖光強(qiáng)隨時(shí)間的變化率成正比例關(guān)系。
　　3.比較研究了對(duì)稱(chēng)和非對(duì)稱(chēng)三角形脈沖的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換性能。SPM效應(yīng)使對(duì)稱(chēng)三角形脈沖光譜主要產(chǎn)生兩個(gè)新的頻率分量，而非對(duì)稱(chēng)三角形光譜在SPM效應(yīng)下可有效實(shí)現(xiàn)脈沖能量向一個(gè)頻率分量轉(zhuǎn)移，因此當(dāng)濾波器濾出一個(gè)頻率分量后，前者損失了一半能量，后者保留了大部分能量。研究結(jié)果表明，在波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換后得到新脈沖的中心頻率相同的情況下，非對(duì)稱(chēng)三角形脈沖波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率約為對(duì)