基于光子晶體光纖四波混頻的波長轉(zhuǎn)換研究.pdf

1、全光波長轉(zhuǎn)換(AWOC)是波分復(fù)用(WDM)光網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可以通過幾種非線性效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)?；谒牟ɑ祛l效應(yīng)(FWM)的全光波長轉(zhuǎn)換技術(shù)能夠?qū)π盘柕姆?、頻率和相位嚴(yán)格透明，故可以使波長轉(zhuǎn)換與信號的形式無關(guān)，是一種極具吸引力的全光波長轉(zhuǎn)換方案，具有良好的發(fā)展前景。光子晶體光纖(PCF)設(shè)計(jì)靈活，具有無休止單模特性、奇異的色散特性和高非線性的特點(diǎn)。通過合理的設(shè)計(jì)，PCF的非線性比普通單模光纖的非線性高一到兩個(gè)數(shù)量級。在色散平坦的PCF

2、中實(shí)現(xiàn)四波混頻，可以縮短光纖長度、增大泵浦波的調(diào)節(jié)范圍、改善波長轉(zhuǎn)換的帶寬和效率，在光纖通信領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。 本文的主要工作是基于色散平坦PCF中四波混頻效應(yīng)實(shí)現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換的實(shí)驗(yàn)研究，主要內(nèi)容包括： 介紹了光纖中FWM的基本理論，給出描述FWM的方程組。并針對實(shí)現(xiàn)四波混頻效應(yīng)的相位匹配進(jìn)行分析，討論影響四波混頻效率的各種因素及其對PCF中FWM的影響特性。 在此基礎(chǔ)上，論文對基于色散平坦PCF中非簡并FWM

3、實(shí)現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。采用長度為25m的高非線性色散平坦光子晶體光纖，搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過選取合適的泵浦源抑制了PCF中的受激布里淵散射(SBS)，測量輸出光譜，實(shí)現(xiàn)65 nm的波長轉(zhuǎn)換帶寬。 論文對基于色散平坦PCF中簡并FWM實(shí)現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換也進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。當(dāng)泵浦功率為19.9dBm時(shí)，得到100nm的轉(zhuǎn)換帶寬和-20dB的最大轉(zhuǎn)換效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)信號功率低于四波混頻閾值時(shí)，兩路不同波長的信號同時(shí)輸入產(chǎn)生的四波混頻效應(yīng)