基于半导体光放大器的全光相位调制的研究
发布时间：2021-05-12 17:07
全光相位调制无需经过光/电/光的转换,可直接在光域内实现各种相位的调制;由于半导体光放大器（SOA）具有功耗低、易集成和高非线性等优点,使其成为全光信号处理中重要的基础器件之一。因此,本文提出了利用半导体光放大器交叉相位调制效应来实现全光相位调制的方案。论文从理论和实验两方面对该类型全光相位调制进行了研究,主要工作如下:1、推导并分析了利用SOA实现相位调制的理论以及相移测量的原理,为全光相位调制的实验研究奠定了基础。2、实验研究了 SOA的基本特性,包括增益特性、偏振特性和码型效应等,在此基础上又对交叉增益型全光波长转换系统进行了研究,并分析了探测光功率、控制光功率、偏置电流对波长转换的消光比、信噪比、转换效率性能的影响。3、完成了全光相位调制系统的搭建,并提出了利用光纤斐索干涉仪测量非线性相移的实验方案,较为全面地研究了 SOA交叉相位调制特性,得到了探测光、控制光功率和偏置电流不同条件下调制相移的公式,最后给出了非线性相移三个因素最佳组合（相位调制点）的确定方法,并计算了 SOA的线宽增强因子的大小。图44幅,参考文献56篇。
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究的目的及意义
1.2 全光相位调制技术的研究概况
1.3 现有全光相位调制技术的方案对比
1.3.1 基于光波导的全光相位调制
1.3.2 基于半导体光放大器(SOA)的全光相位调制
1.4 全光相位调制方案的选取
1.5 本文的研究内容及安排
2 半导体光放大器的基本理论
2.1 半导体光放大器的基本原理与结构
2.1.1 半导体PN结
2.1.2 半导体光放大器结构
2.1.3 半导体光放大器的工作原理
2.2 半导体光放大器的基本理论方程
2.2.1 半导体光放大器的传输方程
2.2.2 半导体光放大器的载流子速率方程
2.3 半导体光放大器中的非线性效应
2.4 基于SOA相位调制的理论分析
2.4.1 相位调制原理
2.4.2 相移测量原理
2.5 本章小结
3 SOA基本特性与交叉增益调制特性的研究
3.1 实验探究半导体光放大器的基本特性
3.1.1 增益特性
3.1.2 偏振特性
3.1.3 码型效应
3.2 交叉增益型全波长转换的实验探究
3.2.1 交叉增益型全波长转换的基本原理
3.2.2 实验系统描述
3.2.3 波长转换结果
3.3 实验结果及讨论
3.3.1 消光比与各参数的关系
3.3.2 转换效率与各参数的关系
3.3.3 输出信噪比与各参数的关系
3.4 本章小结
4 基于SOA交叉相位调制的全光相位调制的实验研究
4.1 实验系统描述
4.2 非线性相移与各参量的关系
4.2.1 非线性相移与偏振态的关系
4.2.2 非线性相移与增益的关系
4.3 非线性相移的应用
4.3.1 最佳相位调制点的选择
4.3.2 线宽增强因子的计算
4.4 本章小结
5 总结与展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自由空间光的可调谐DPSK信号解调器[J]. 刘国栋,吴重庆,毛雅亚,王甫,李政勇. 北京交通大学学报. 2014(03)
[2]双抽运光参量放大的增益特性[J]. 赵亮,孙军强. 中国激光. 2007(08)
[3]线性光放大器交叉相位调制波长转换仿真研究[J]. 邹龙方,潘炜,罗斌,段芳. 系统仿真学报. 2006(03)
[4]半导体光放大器中几种非线性效应关系研究[J]. 黄黎蓉,陈洪峰,黄德修,刘德明. 华中科技大学学报(自然科学版). 2004(01)
[5]偏振模色散矢量的研究[J]. 吴重庆,付松年,董晖,刘海涛. 物理学报. 2002(11)
[6]基于半导体光放大器中交叉增益调制效应的波长转换啁啾特性的分析[J]. 叶亚斌,郑小平,张汉一,初元量,李艳和,郭奕理. 光学学报. 2002(04)
[7]基于半导体光放大器的交叉增益型波长转换器转换特性的研究[J]. 张新亮,孙军强,刘德明,黄德修,易河清. 物理学报. 2000(04)
[8]交叉增益型全光波长转换器消光比退化机理[J]. 张新亮,孙军强,黄德修,易河清. 华中理工大学学报. 1999(10)
博士论文
[1]微纳光纤制备及其全光调制器件研究[D]. 于洋.国防科学技术大学 2014
[2]半导体光放大器的载流子动态特性研究[D]. 覃翠.华中科技大学 2013
[3]基于半导体光放大器（SOA）的波长转换技术研究[D]. 吴兆喜.厦门大学 2008
硕士论文
[1]基于四波混频效应的全光波长转换系统性能优化的研究[D]. 孙凌宇.北京邮电大学 2013
[2]多信道全光码型转换的串扰特性研究[D]. 吴斌.华中科技大学 2013
本文编号：3183795
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究的目的及意义
1.2 全光相位调制技术的研究概况
1.3 现有全光相位调制技术的方案对比
1.3.1 基于光波导的全光相位调制
1.3.2 基于半导体光放大器(SOA)的全光相位调制
1.4 全光相位调制方案的选取
1.5 本文的研究内容及安排
2 半导体光放大器的基本理论
2.1 半导体光放大器的基本原理与结构
2.1.1 半导体PN结
2.1.2 半导体光放大器结构
2.1.3 半导体光放大器的工作原理
2.2 半导体光放大器的基本理论方程
2.2.1 半导体光放大器的传输方程
2.2.2 半导体光放大器的载流子速率方程
2.3 半导体光放大器中的非线性效应
2.4 基于SOA相位调制的理论分析
2.4.1 相位调制原理
2.4.2 相移测量原理
2.5 本章小结
3 SOA基本特性与交叉增益调制特性的研究
3.1 实验探究半导体光放大器的基本特性
3.1.1 增益特性
3.1.2 偏振特性
3.1.3 码型效应
3.2 交叉增益型全波长转换的实验探究
3.2.1 交叉增益型全波长转换的基本原理
3.2.2 实验系统描述
3.2.3 波长转换结果
3.3 实验结果及讨论
3.3.1 消光比与各参数的关系
3.3.2 转换效率与各参数的关系
3.3.3 输出信噪比与各参数的关系
3.4 本章小结
4 基于SOA交叉相位调制的全光相位调制的实验研究
4.1 实验系统描述
4.2 非线性相移与各参量的关系
4.2.1 非线性相移与偏振态的关系
4.2.2 非线性相移与增益的关系
4.3 非线性相移的应用
4.3.1 最佳相位调制点的选择
4.3.2 线宽增强因子的计算
4.4 本章小结
5 总结与展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于自由空间光的可调谐DPSK信号解调器[J]. 刘国栋,吴重庆,毛雅亚,王甫,李政勇. 北京交通大学学报. 2014(03)
[2]双抽运光参量放大的增益特性[J]. 赵亮,孙军强. 中国激光. 2007(08)
[3]线性光放大器交叉相位调制波长转换仿真研究[J]. 邹龙方,潘炜,罗斌,段芳. 系统仿真学报. 2006(03)
[4]半导体光放大器中几种非线性效应关系研究[J]. 黄黎蓉,陈洪峰,黄德修,刘德明. 华中科技大学学报(自然科学版). 2004(01)
[5]偏振模色散矢量的研究[J]. 吴重庆,付松年,董晖,刘海涛. 物理学报. 2002(11)
[6]基于半导体光放大器中交叉增益调制效应的波长转换啁啾特性的分析[J]. 叶亚斌,郑小平,张汉一,初元量,李艳和,郭奕理. 光学学报. 2002(04)
[7]基于半导体光放大器的交叉增益型波长转换器转换特性的研究[J]. 张新亮,孙军强,刘德明,黄德修,易河清. 物理学报. 2000(04)
[8]交叉增益型全光波长转换器消光比退化机理[J]. 张新亮,孙军强,黄德修,易河清. 华中理工大学学报. 1999(10)
博士论文
[1]微纳光纤制备及其全光调制器件研究[D]. 于洋.国防科学技术大学 2014
[2]半导体光放大器的载流子动态特性研究[D]. 覃翠.华中科技大学 2013
[3]基于半导体光放大器（SOA）的波长转换技术研究[D]. 吴兆喜.厦门大学 2008
硕士论文
[1]基于四波混频效应的全光波长转换系统性能优化的研究[D]. 孙凌宇.北京邮电大学 2013
[2]多信道全光码型转换的串扰特性研究[D]. 吴斌.华中科技大学 2013
本文编号：3183795
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3183795.html
