光纤延迟线中SOA光开关的关键问题研究

发布时间：2017-07-05 18:30

  本文关键词：光纤延迟线中SOA光开关的关键问题研究

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【摘要】：光纤延迟线因其具有延时带宽积大、电磁兼容性好和工作频率高等特性,在相控阵雷达、光纤通信系统、全光信号处理、光计算机系统和电子对抗等领域都有着广泛的应用。在基于光开关结构的光纤延迟线中光开关是其关键器件,半导体光放大器(SOA,Semiconductor Optical Amplifier)作为光开关在多方面有显著的优势,因此解决其关键性问题具有重要的理论意义和应用价值。本论文围绕半导体光放大器展开研究,针对SOA引入的信号失真和码型效应等问题提出了新的解决方法,主要开展了如下三方面的研究工作:首先,学习研究了SOA的结构及其工作原理,分析了SOA的基本理论方程,为下文解决方案的原理阐述提供了理论支持。对SOA部分非线性效应进行探讨,分析研究了其对应的原理和应用。其次,针对SOA引入的信号失真问题,提出了采用相位调制代替传统的强度调制的方案。对基于相位调制链路抑制SOA引入的信号失真方案进行理论分析和实验研究,设计了与传统的强度调制链路的对比实验,测试了经过链路传输后输出信号的波形,链路的无杂散动态范围(SFDR,Spurious Free Dynamic Range)等参数,证明了基于相位调制的链路可以有效抑制SOA引入的信号失真。最后,针对SOA码型效应引入的信号失真和光谱展宽等问题,提出了以偏振调制链路代替传统的强度调制链路抑制SOA的码型效应的方案。对该方案进行了理论分析和实验研究,分别测试了链路在传输模拟信号和数字信号的情况下,输出波形失真程度与SOA输入功率和偏置电流的关系,信号光谱展宽与SOA的工作状态的关系,增益与码型的关系等问题,实验结果表明基于偏振调制的链路可以有效抑制SOA码型效应。
【关键词】：光纤延迟线 半导体光放大器 码型效应 相位调制 偏振调制
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN812
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 缩略词10-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 光纤延迟线的研究背景12-13
• 1.1.1 光纤延迟线简介12-13
• 1.1.2 光纤延迟线的应用13
• 1.2 光纤延迟线国内外的研究现状13-14
• 1.3 光纤延迟线的分类及特点14-17
• 1.3.1 基于光开关的光纤延迟线15
• 1.3.2 基于光纤光栅或色散光纤的光纤延迟线15-16
• 1.3.3 基于慢光效应的光纤延迟线16
• 1.3.4 基于SOA光开关的光纤延时线16-17
• 1.4 论文的研究方案及研究手段17-18
• 1.5 论文的组织结构18-19
• 第二章 半导体光放大器的基本理论19-31
• 2.1 引言19
• 2.2 半导体光放大器的基本原理与结构19-23
• 2.2.1 半导体PN结20-22
• 2.2.2 半导体光放大器结构与工作原理22-23
• 2.3 半导体光放大器的基本理论方程23-27
• 2.3.1 半导体光放大器的基本传输方程24-25
• 2.3.2 半导体光放大器的载流子速率方程25-27
• 2.4 半导体光放大器中的非线性效应27-30
• 2.4.1 交叉增益调制理论及其应用27-28
• 2.4.2 交叉相位调制理论及其应用28
• 2.4.3 四波混频理论及其应用28-29
• 2.4.4 非线性偏振旋转理论及其应用29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第三章 基于相位调制抑制SOA引入的失真31-41
• 3.1 引言31
• 3.2 抑制半导体光放大器失真的方法31-34
• 3.2.1 干涉法31-32
• 3.2.2 增益钳制法32-33
• 3.2.3 数字信号处理法33
• 3.2.4 后补偿法33-34
• 3.3 基于相位调制抑制半导体光放大器引入的失真34-40
• 3.3.1 基于相位调制抑制半导体光放大器引入的失真原理34-37
• 3.3.2 实验结果与分析37-40
• 3.3.3 实验小结40
• 3.4 本章小结40-41
• 第四章 基于偏振调制抑制SOA的码型效应41-51
• 4.1 引言41
• 4.2 基于偏振调制抑制SOA的码型效应的原理41-44
• 4.2.1 半导体光放大器的码型效应41-42
• 4.2.2 基于偏置调制抑制SOA码型效应的实验原理42-43
• 4.2.3 小结43-44
• 4.3 基于偏振调制抑制SOA的码型效应的实验结果44-49
• 4.3.1 模拟信号44-47
• 4.3.2 数字信号47-49
• 4.3.3 小结49
• 4.4 本章小结49-51
• 第五章 总结与展望51-53
• 参考文献53-58
• 致谢58-59
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文59

【参考文献】

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本文编号：523104