基于硅光子波導(dǎo)器件的光通信調(diào)制格式轉(zhuǎn)換的研究.pdf

1、隨著光通信技術(shù)的不斷發(fā)展,不同類型的光網(wǎng)絡(luò)不斷出現(xiàn),而與其對應(yīng)的最佳光調(diào)制格式也在改變著。當(dāng)信號要在不同網(wǎng)絡(luò)間傳輸時(shí),需要在網(wǎng)絡(luò)之間的交換節(jié)點(diǎn)對信號進(jìn)行光調(diào)制格式轉(zhuǎn)換。非歸零碼(NRZ)和歸零碼(RZ)是光通信系統(tǒng)中最常見的兩種光調(diào)制格式。因此NRZ和RZ之間的光調(diào)制格式轉(zhuǎn)換將成為未來光網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)重要技術(shù)。
　　 目前國內(nèi)外實(shí)現(xiàn)上述調(diào)制格式的轉(zhuǎn)換主要是基于非線性光纖和半導(dǎo)體光放大器(SOA)的非線性效應(yīng),這些調(diào)制格式轉(zhuǎn)換器能直接

2、在光域上實(shí)現(xiàn)格式轉(zhuǎn)換操作,無需經(jīng)過光-電-光的轉(zhuǎn)換過程。基于非線性光纖構(gòu)成的調(diào)制格式轉(zhuǎn)換速度快、效率高,但是光纖的非線性性能較低,需要較長的光纖來達(dá)到所需的非線性量值；半導(dǎo)體光放大器的非線性性能高,但是作為有源器件它對輸入光功率限制比較大,因此本課題采用硅光子波導(dǎo)器件(如硅光波導(dǎo)、硅微環(huán)器件等)來實(shí)現(xiàn)光通信中調(diào)制格式的轉(zhuǎn)換,從而實(shí)現(xiàn)金光網(wǎng)絡(luò)化和集成化。
　　 硅光子波導(dǎo)器件具有顯著的非線性效應(yīng),且滿足薛定諤方程。利用Matlab

3、實(shí)現(xiàn)硅光子波導(dǎo)器件的建模,在驗(yàn)證模型的正確性之后,通過OptSim光通信系統(tǒng)軟件搭建基于該器件的光調(diào)制格式轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。當(dāng)泵浦光和探測光耦合進(jìn)入硅光子波導(dǎo)器件,會產(chǎn)生自相位調(diào)制(SPM),交叉相位調(diào)制(XPM),四波混頻(FWM)等非線性效應(yīng),進(jìn)而引起兩束輸入光頻譜的變化。通過合理地設(shè)置光學(xué)帶通濾波器(OBPF)的中心頻率和帶寬,可以實(shí)現(xiàn)從NRZ到RZ的光調(diào)制格式轉(zhuǎn)換。此外,硅光波導(dǎo)中雙光子吸收(TPA)和自由載流子吸收(FCA)不僅會使信