微波光子中三角形光脈沖發(fā)生與應用的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代光通信的迅猛發(fā)展，微波光子學融合了微波技術和光子學技術的特點，在通信、軍事國防、遠程寬帶領域有著廣泛的應用。現(xiàn)代全光通信網(wǎng)絡的快速發(fā)展，使得特殊波形光脈沖的研究成為熱點?；谖⒉ü庾訉W的三角形光脈沖發(fā)生器及其應用的研究具有重要意義。本文結合國家自然科學基金項目對三角形光脈沖的發(fā)生方法優(yōu)化及其實際應用，進行了理論研究和仿真實現(xiàn)。研究的主要工作如下:
　　(1)介紹了利用電光調制原理以及非線性作用脈沖整形原理生成三角形光脈沖的

2、方法，重點分析了利用光纖色散衰減效應整形和MZM的光載波抑制調制生成三角形光脈沖的理論推導和實現(xiàn)方案。根據(jù)經(jīng)過色散效應整形后的輸出光譜表達式中各諧波比值和調制系數(shù)的關系，可以得出，調制器調制指數(shù)m=2.305時的輸出光譜表達式能夠有效逼近理想三角形光脈沖的傅里葉級數(shù)展開式，因此可以得到較為理想的三角形光脈沖波形，并且通過軟件仿真驗證了這種利用馬赫增德爾調制器(MZM)的載波抑制調制與色散光纖色散效應生成三角形光脈沖的方法的可行性。

3、>　　(2)設計了一種基于雙平行MZM和光纖光柵生成四倍頻三角形光脈沖的方案，并對其進行理論分析。該方案采用雙平行MZM進行載波抑制調制，采用啁啾布拉格光纖光柵(CFBG)提供色散整形，通過合理設置調制器的偏置電壓以及選取光纖光柵的各項參數(shù)，獲得了四倍于本振射頻信號頻率的三角形光脈沖。該方案中采用光纖光柵代替普通色散光纖，具有較好的波長選擇性、較低的插入損耗、集成性高等優(yōu)點。綜合考慮光纖光柵的長度、調制深度、切趾函數(shù)等因素對三角形光脈沖

4、的影響，仿真生成了較為理想的三角形光脈沖。
　　(3)設計了一種利用高非線性光纖(HNLF)的自相位調制效應(SPM)實現(xiàn)特殊光脈沖波長轉換的方案。實現(xiàn)了高斯脈沖和三角形光脈沖的波長轉換，并對在自相位調制效應下，高斯脈沖和三角形光脈沖的輸入功率對中心波長頻移大小的影響分別進行了分析，得出了不同輸入功率下，兩種光脈沖在非線性光纖中頻移大小的光譜圖。最后比較分析了高斯脈沖和三角形光脈沖的波長轉換性能、頻移距離、轉換效率等特性，表明了三