基于半導(dǎo)體光放大器的高速全光信號(hào)處理技術(shù)的研究.pdf

1、對(duì)于目前的通信網(wǎng)絡(luò)，其傳輸與交換能力嚴(yán)重失衡，這已成為通信界的共識(shí)，而基于光-光相互作用的高速全光信號(hào)處理技術(shù)是解決這一難題有效、直接的途徑。由于具有體積小、功耗低、可集成的優(yōu)點(diǎn)，以半導(dǎo)體光放大器(SOA)為核心的全光信號(hào)處理技術(shù)近年來(lái)得到廣泛的研究。本文以SOA為核心，在全光信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域進(jìn)行了相關(guān)的理論及實(shí)驗(yàn)研究工作，并取得了以下研究成果：
　　 利用SOA中交叉增益調(diào)制(XGM)、交叉相位調(diào)制(XPM)效應(yīng)，提出了一種基

2、于一個(gè)SOA的全光組播及串-并轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)方案；針對(duì)該方案，設(shè)計(jì)、完成了窄脈沖光源，以及波長(zhǎng)數(shù)目可調(diào)的波-時(shí)分脈沖光源；在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了10Gbit/s→4×10 Gbit/s的全光組播、以及40 Gbit/s→4×10 Gbit/s的全光串-并轉(zhuǎn)換的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于惡化的輸入信號(hào)，該方案輸出信號(hào)的光信噪比能夠得到顯著提升。
　　 首次提出了“兩入兩出波長(zhǎng)變換”的概念，指出這種波長(zhǎng)變換器對(duì)于全光波長(zhǎng)變換技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用具有

3、巨大意義；利用SOA中四波混頻(FWM)的特性設(shè)計(jì)了一種能夠同時(shí)對(duì)兩路獨(dú)立編碼信號(hào)進(jìn)行波長(zhǎng)變換的方案，該方案只需一個(gè)SOA，且無(wú)需外加探測(cè)光；利用鈮酸鋰馬赫-曾得幅度調(diào)制器滿足了該方案對(duì)輸入信號(hào)的要求，并實(shí)驗(yàn)完成了10 Gbit/s的、基于一個(gè)SOA的“兩入兩出”波長(zhǎng)變換系統(tǒng)。
　　 通過(guò)對(duì)SOA多種非線性效應(yīng)(XGM、XPM、FWM)特性的掌握，提出了基于一個(gè)SOA、可重構(gòu)的全光基礎(chǔ)邏輯實(shí)現(xiàn)方案，實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了10 Gbit/s的

4、、包括“非(-A)”、“或非(-A.-B)”、“(-A).B(A.-B)”、“與(A.B)”、以及“同或(A(О)B)”等多種基礎(chǔ)邏輯。對(duì)實(shí)驗(yàn)得到的各種邏輯輸出信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行了分析，證明了該方案的可行性及可級(jí)聯(lián)能力。
　　 首次提出了一種采用兩個(gè)SOA、可重構(gòu)的(半加器、半減器)全光組合邏輯的實(shí)現(xiàn)方案。分析了該方案的工作原理及特點(diǎn)，完成了10 Gbit/s的全光半加器、半減器系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，并研究了各級(jí)信號(hào)的輸出脈沖質(zhì)量。本方案中的組合