基于半導體光放大器的高速全光信號處理技術(shù)的研究.pdf

1、對于目前的通信網(wǎng)絡(luò)，其傳輸與交換能力嚴重失衡，這已成為通信界的共識，而基于光-光相互作用的高速全光信號處理技術(shù)是解決這一難題有效、直接的途徑。由于具有體積小、功耗低、可集成的優(yōu)點，以半導體光放大器(SOA)為核心的全光信號處理技術(shù)近年來得到廣泛的研究。本文以SOA為核心，在全光信號處理技術(shù)領(lǐng)域進行了相關(guān)的理論及實驗研究工作，并取得了以下研究成果：
　　 利用SOA中交叉增益調(diào)制(XGM)、交叉相位調(diào)制(XPM)效應，提出了一種基

2、于一個SOA的全光組播及串-并轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)方案；針對該方案，設(shè)計、完成了窄脈沖光源，以及波長數(shù)目可調(diào)的波-時分脈沖光源；在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了10Gbit/s→4×10 Gbit/s的全光組播、以及40 Gbit/s→4×10 Gbit/s的全光串-并轉(zhuǎn)換的實驗。實驗結(jié)果表明，對于惡化的輸入信號，該方案輸出信號的光信噪比能夠得到顯著提升。
　　 首次提出了“兩入兩出波長變換”的概念，指出這種波長變換器對于全光波長變換技術(shù)的大規(guī)模應用具有

3、巨大意義；利用SOA中四波混頻(FWM)的特性設(shè)計了一種能夠同時對兩路獨立編碼信號進行波長變換的方案，該方案只需一個SOA，且無需外加探測光；利用鈮酸鋰馬赫-曾得幅度調(diào)制器滿足了該方案對輸入信號的要求，并實驗完成了10 Gbit/s的、基于一個SOA的“兩入兩出”波長變換系統(tǒng)。
　　 通過對SOA多種非線性效應(XGM、XPM、FWM)特性的掌握，提出了基于一個SOA、可重構(gòu)的全光基礎(chǔ)邏輯實現(xiàn)方案，實驗實現(xiàn)了10 Gbit/s的

4、、包括“非(-A)”、“或非(-A.-B)”、“(-A).B(A.-B)”、“與(A.B)”、以及“同或(A(О)B)”等多種基礎(chǔ)邏輯。對實驗得到的各種邏輯輸出信號質(zhì)量進行了分析，證明了該方案的可行性及可級聯(lián)能力。
　　 首次提出了一種采用兩個SOA、可重構(gòu)的(半加器、半減器)全光組合邏輯的實現(xiàn)方案。分析了該方案的工作原理及特點，完成了10 Gbit/s的全光半加器、半減器系統(tǒng)實驗，并研究了各級信號的輸出脈沖質(zhì)量。本方案中的組合