基于光纤四波混频的模式复用信号全光波长转换

发布时间：2019-11-12 04:43

【摘要】：复用技术是提高光纤通信系统容量的有效方法,如波分复用、时分复用、偏振复用等。近年来,利用光纤或波导中不同模式携带不同信息的模分复用技术作为一种新兴的复用技术得到了人们的广泛关注。本文针对模分复用信号,面向未来的全光通信网络,提出了一种基于四波混频效应的全光波长转换方案。在双模光纤中使用两种模式(LP01和LP11)的泵浦光,实现双模信号光两个模式的同时波长转换。文章首先从理论上分析了双模泵浦光和双模信号光之间的四波混频效应,建立了其理论模型。在此基础上,为了使两种模式获得相近的转换效率,本文对多模光纤的结构以及折射率分布参数进行了优化,使在其中传播的两种模式色散特性接近,从而获得相近的相位匹配条件。采用优化结构的光纤作为介质,本文通过数值仿真论证了该多模信号全光波长转换方案的可行性。通过对泵浦光波长以及功率的调整,双模式信号光的波长转换带宽可达69.3nm,转换效率为-4.7dB,模间信噪比大于15dB。这一工作为模分复用光通信系统的全光信号处理提供了有益的参考。
【图文】：

在多模信号传输方面，遁过使用相移片将基模转化为高阶模式，借助多输入逡逑多输出（ＭＩＭＯ）系统可将邋６邋个模式（ＬＰｏｉｘ、ＬＰｏｉｙ、ＬＰｌｌａｘ、ＬＰｌｌａｙ、ＬＰｌｌｂｘ、ＬＰｌｌｂｙ）逡逑输入＃模光纤，如图１．１所示。Ｒｏｌａｎｄ邋Ｒｙｆ等人采用此ＭＩＭＯ技术Ｗ及如图１．２逡逑所示结构成功实现了邋６个模式携带４０Ｇｂ／ｓＱＰＳＫ信号在少模光纤中传输％ｋｍＰｓｉ。逡逑ＳＭＦ逡逑ｐｏｒｔ邋０逡逑＂１邋Ｂｅａｍ逡逑Ｓｐｌｉｔｔｅｒｓ逡逑ＳＭＦ逦方逡逑ｐｏｒｔ邋１逦Ｈ邋山／／逡逑＼邋Ｌｅｎｓｅｓ逡逑ＳＭＦ邋Ｉ邋ｍｉｒｒｏｒ逡逑ｐｏｒｔ邋２邋Ｔ逡逑图１．１六模式少模光纤辅合器装置围ＰＳＩ逡逑５３邋ｎｓ邋Ｐｏｒｔ邋０：邋ＬＰ0，邋ｍｏｄｅ逡逑１２邋ｎｓ逦ＣＣＤ邋Ｐｏｒｔ邋ｌ：ＬＰ｜，ａｍｏｄｅ逡逑Ｐｏｒｔ邋２：邋ＬＰ，，邋Ｉ邋ｈ邋ｍｏｄｅ逡逑Ｉ邋＾邋Ｉ逦Ｌ＿邋＞ｍｕｘ邋ｍｍｕｘ？；逡逑［Ｖ逦１／邋ＮｄＯＯ＿［２逦邋％邋ｋｍ邋逦ｉｈ逡逑ＱＦ＾ｋＩ逦

在多模式的全光信号处理方面，ＹｕｎｈｏｎｇＤｉｎｇ等人设计宽７５０ｎｍ，高２５０ｎｍ逡逑的矩形波导结构，实现了模式选择性波长转换，化就是不同的通道对不同的模式逡逑进行波长转换Ｗ１。实验结构如图１．５。图１．６为各输出端的频谱图。可Ｗ看到，逡逑选择不同的输出端口，不同的输入端口可Ｗ得到不同的频谱输出。该实验提供了逡逑一种＃模式的全光信号波长转换方法，然而这种方法是对模式选择性的波长转换，逡逑没有实现多模信道的同时波长转换，在信号处理方面的功能有局限性。逡逑８逡逑
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.1

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本文编号：2559596