基于半導(dǎo)體光放大器的全光波長轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)研究.pdf

1、通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展迅速，光纖中總的傳輸速率已可達(dá)到69.1Tbit/s，但相比于高速的光傳輸，網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點仍然使用光-電-光的轉(zhuǎn)換過程在電域進行信號處理，由于受到電子速率瓶頸(40Gbit/s)的限制，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的數(shù)據(jù)吞吐量與光纖的高帶寬之間嚴(yán)重不匹配。這就促使未來光網(wǎng)絡(luò)用光節(jié)點取代電節(jié)點，提高信息處理速度。全光波長變換是解決波長競爭，實現(xiàn)波長重新利用和無阻塞波長路由的關(guān)鍵技術(shù)。由于半導(dǎo)體光放大器(SOA)具有非線性系數(shù)大、體積小、易集成等優(yōu)點

2、，基于SOA的全光波長變換相比于其它方法有著巨大的優(yōu)勢和光明的發(fā)展前景，已經(jīng)成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界的研究熱點。
　　本文基于半導(dǎo)體光放大器中的基本傳輸方程和載流子速率方程，對基于交叉增益調(diào)制效應(yīng)的全光波長變換進行了仿真和實驗。仿真實現(xiàn)了40Gbit/s的RZ信號的波長變換；搭建實驗平臺，在實驗中實現(xiàn)了12.5Gbit/s的NRZ信號的波長變換，誤碼率測試中，BER為10-9時的功率懲罰為3.67dB。重點分析了半導(dǎo)體光放大器緩慢的增益恢復(fù)

3、時間對波長變換速度的限制，并對影響波長變換結(jié)果的因素進行了簡要分析。此外，對在實驗中發(fā)現(xiàn)的非常規(guī)現(xiàn)象進行了探索分析和實驗驗證，并給出了可能的解釋以及潛在的應(yīng)用。為了提高波長變換的速度，本文提出了基于級聯(lián)SOA結(jié)構(gòu)的波長變換優(yōu)化方案，利用第二個SOA自身的增益動態(tài)特性來彌補第一個 SOA較慢的增益恢復(fù)特性，可以大大縮短波長變換輸出的探測光信號上升沿的恢復(fù)時間，提高波長變換速度。最后，在仿真和實驗中對方案的可行性進行了驗證，結(jié)果顯示，該方案