光DPSK調制及MZ干涉儀穩(wěn)定性的研究.pdf

1、調制在通信系統(tǒng)中有十分重要的作用。差分相移鍵控(DPSK)是一種相位調制技術，它利用前后碼元載波相位的差值來傳送數(shù)字信息。在高速大容量通信網(wǎng)絡里，光DPSK調制是最具潛力的一種格式。原因在于它具有接收靈敏度高的特性且其對各種信號損傷具有天然抵御力，同時它克服了絕對相移鍵控(PSK)信號在相干解調時出現(xiàn)的反相工作狀態(tài)。 現(xiàn)今，光的相位調制技術大多是基于馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder，MZ)干涉儀型鈮酸鋰調制器的。其特點是電

2、對光進行調制。然而電子器件限制高比特率傳輸?shù)钠款i問題把傳輸速率限制在40Gbit/s下。 本文提出了一種基于SOA-MZI的光DPSK調制系統(tǒng)方案。該方案的新穎之處在于實現(xiàn)了光對光的調制，從而擺脫了電子瓶頸的束縛。其原理是利用半導體光放大器(semiconductor optical amplifier,SOA)作為調制器，在輸入光信號的驅動下，控制光纖MZ干涉儀兩個臂的輸出，最后得到DPSK調制信號。以SOA作為調制器主要是基

3、于其非線性效應中的交叉增益調制(XGM)效應。理論分析驗證了該方案的J下確性。 然而，光纖MZ干涉儀的不穩(wěn)定性將是約束該方案實現(xiàn)的主要因素。因此，本文還對光纖MZ干涉儀的不穩(wěn)定問題進行研究，提出了一種相位補償電路。該電路的原理是利用改進型光纖MZ干涉儀的三個輸出光信號的相位依次相差1200的信息，對其中兩路信號進行處理，從而達到控制第三路信號輸出的目的。本文通過軟件仿真及實際搭接電路驗證了該電路的正確性和可行性。在此基礎上，完成

4、了補償電路的PCB設計、焊接和調試并搭建了實驗系統(tǒng)。當輸入波長為1553.3nm，功率為1.001mW的光信號時，通過實驗測得，加入補償電路前，隨著外界環(huán)境的變化，光纖MZ干涉儀輸出信號的波動比較大，最大波動幅度甚至超過40mV；加入補償電路后，信號變得很平穩(wěn)，最大波動幅度在5mV左右。因此，該電路可以對光纖MZ干涉儀的的相位進行補償。穩(wěn)定性問題的解決將極大地促進其在實際中的應用。 同時，本文對所用光電二極管(PIN)的響應度進