半导体光放大器在新一代光纤通信系统中的全光采样技术研究
发布时间：2023-03-05 11:17
近年来全光通信技术发展迅速,随着人们对通信质量的要求越来越高,通信系统的传输容量和速度都必须得到质的提升才能满足需求。但随着速度提升,通信系统的信号质量问题也逐渐显现。光采样技术不仅可以突破传统电域采样的速度限制,更能够有效监测通信系统中的信号传输质量,使之在保证通信系统的可靠稳定性中具有重要的意义。本文为解决传统激光源的功率和脉宽不够理想的问题,设计了基于QD-SOA的主动环形锁模激光器,实现了输出功率300mW以上、脉宽小于3.5ps,且在1540nm-1580nm之间可调谐的主动锁模激光器。本文为得到性能更加优秀的全光采样门,设计了基于QD-SOA的SLALOM全光采样门模型,提出了 SLALOM环形镜的传输函数,并对其开关窗口进行了数值模拟和分析。本文设计了利用基于QD-SOA的主动环形锁模激光器为采样脉冲源,基于QD-SOA的SLALOM全光采样门为采样模块的全光采样系统,并且对其进行了分析和仿真,实现了利用40GHz的高频窄高斯脉冲对4GHz的双频高斯脉冲信号进行光采样。为提高全光通信系统的速度和准确度,本文提出的全光采样系统能够较好的将高速模拟探测光信号上的信息成功调制到...
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 半导体光放大器(SOA)的研究进展
1.3 量子点半导体光放大器(QD-SOA)的研究进展
1.4 光采样研究现状
1.4.1 基于HNLF中FWM的全光采样方案
1.4.2 基于EAM的CAM (Cross-absorption Modulation)的采样方案
1.4.3 基于SOA的SLALOM光采样方案
1.4.4 基于SOA偏振旋转效应(NPR)的光采样方案
1.4.5 基于SOA-UNI(SOA-ultrafast Nonlinear Interferometer)的光采样方案
1.4.6 基于光孤子在HNLF中的自频移(SFS: Self-frequency shift)效应的光采样系统
1.4.7 常见光的量化和改进方案
1.5 激光器研究现状
1.5.1 基于SOA的环形腔激光器
1.5.2 基于SOA的环形腔可调谐多波长光纤激光器
1.5.3 含SOA腔多波长激光器
1.5.4 基于SOA的FWM的锁模激光器
1.5.5 基于SOA的NPR的锁模激光器
1.5.6 基于SOA的8字型被动锁模环形激光器
1.6 本文组织结构
第二章 半导体光放大器基本理论
2.1 光放大器介绍
2.1.1 掺铒光纤放大器
2.1.2 光纤拉曼放大器(FRA)
2.1.3 半导体光放大器
2.2 SOA的基本理论
2.2.1 SOA理论模型
2.2.2 SOA基本方程
2.2.3 模型算法说明
2.3 SOA中的非线性效应
2.3.1 XGM效应
2.3.2 XPM效应
2.3.3 FWM效应
2.3.4 NPR效应
2.4 QD-SOA的理论模型
2.5 QD-SOA的特性分析
2.5.1 增益特性
2.5.2 相位特性
2.5.3 频率啁啾特性
2.6 本章小结
第三章 基于QD-SOA的主动环形锁模激光器
3.1 工作原理与理论分析
3.1.1 基本结构
3.1.2 锁模原理
3.1.3 理论分析
3.2 仿真结果及讨论
3.2.1 锁模脉冲分析
3.2.2 主动锁模的建立过程分析
3.2.3 传统SOA激光器和QD-SOA激光器输出锁模脉冲对比
3.2.4 不同偏置电流对锁模脉冲的影响
3.2.5 不同最大模式峰值增益对锁模脉冲的影响
3.2.6 不同有源层损耗系数对锁模脉冲的影响
3.2.7 不同滤波器带宽对锁模脉冲的影响
3.2.8 光纤非线性系数对锁模脉冲的影响:
3.2.9 QD-SOA环形锁模激光器的波长可调谐性分析
3.3 本章小结
第四章 基于QD-SOA的SLALOM结构全光采样门研究
4.1 SLALOM的基本结构和工作原理
4.2 SLALOM开关窗口特性的数值模拟
4.2.1 SLALOM的开关窗口
4.2.2 偏离度影响
4.2.3 控制光影响
4.2.4 偏置电流影响
4.2.5 探测光功率影响
4.2.6 线宽增强因子
4.3 全光采样结果
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果
本文编号：3756093
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 半导体光放大器(SOA)的研究进展
1.3 量子点半导体光放大器(QD-SOA)的研究进展
1.4 光采样研究现状
1.4.1 基于HNLF中FWM的全光采样方案
1.4.2 基于EAM的CAM (Cross-absorption Modulation)的采样方案
1.4.3 基于SOA的SLALOM光采样方案
1.4.4 基于SOA偏振旋转效应(NPR)的光采样方案
1.4.5 基于SOA-UNI(SOA-ultrafast Nonlinear Interferometer)的光采样方案
1.4.6 基于光孤子在HNLF中的自频移(SFS: Self-frequency shift)效应的光采样系统
1.4.7 常见光的量化和改进方案
1.5 激光器研究现状
1.5.1 基于SOA的环形腔激光器
1.5.2 基于SOA的环形腔可调谐多波长光纤激光器
1.5.3 含SOA腔多波长激光器
1.5.4 基于SOA的FWM的锁模激光器
1.5.5 基于SOA的NPR的锁模激光器
1.5.6 基于SOA的8字型被动锁模环形激光器
1.6 本文组织结构
第二章 半导体光放大器基本理论
2.1 光放大器介绍
2.1.1 掺铒光纤放大器
2.1.2 光纤拉曼放大器(FRA)
2.1.3 半导体光放大器
2.2 SOA的基本理论
2.2.1 SOA理论模型
2.2.2 SOA基本方程
2.2.3 模型算法说明
2.3 SOA中的非线性效应
2.3.1 XGM效应
2.3.2 XPM效应
2.3.3 FWM效应
2.3.4 NPR效应
2.4 QD-SOA的理论模型
2.5 QD-SOA的特性分析
2.5.1 增益特性
2.5.2 相位特性
2.5.3 频率啁啾特性
2.6 本章小结
第三章 基于QD-SOA的主动环形锁模激光器
3.1 工作原理与理论分析
3.1.1 基本结构
3.1.2 锁模原理
3.1.3 理论分析
3.2 仿真结果及讨论
3.2.1 锁模脉冲分析
3.2.2 主动锁模的建立过程分析
3.2.3 传统SOA激光器和QD-SOA激光器输出锁模脉冲对比
3.2.4 不同偏置电流对锁模脉冲的影响
3.2.5 不同最大模式峰值增益对锁模脉冲的影响
3.2.6 不同有源层损耗系数对锁模脉冲的影响
3.2.7 不同滤波器带宽对锁模脉冲的影响
3.2.8 光纤非线性系数对锁模脉冲的影响:
3.2.9 QD-SOA环形锁模激光器的波长可调谐性分析
3.3 本章小结
第四章 基于QD-SOA的SLALOM结构全光采样门研究
4.1 SLALOM的基本结构和工作原理
4.2 SLALOM开关窗口特性的数值模拟
4.2.1 SLALOM的开关窗口
4.2.2 偏离度影响
4.2.3 控制光影响
4.2.4 偏置电流影响
4.2.5 探测光功率影响
4.2.6 线宽增强因子
4.3 全光采样结果
4.4 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果
本文编号：3756093
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3756093.html
