适用于PolSK调制格式的基于SOA的双泵浦FWM型全光波长转换器的研究

摘要

全光波长转换器可以使波分复用（WDM ）系统消除波长竞争，组网灵活可靠，是自动交换光网络（ASON ）中的重要光电子器件，对今后全光网络的发展起关键性作用。全光波长转换器的实现方案有很多，基于半导体光放大器（SOA ）的四波混频（FWM ）型波长转换器由于具有对调制格式、调制速率严格透明等优点，因此受到了广泛的关注。目前，全光波长转换器的研究主要集中在二进制振幅键控（OOK ）和差分移相键控（DPSK ）信号调制格式，对于偏振移位键控（PolSK ）信号调制格式全光波长转换的研究很少。本文基于SOA的双泵浦FWM 效应，提出了适用于PolSK 调制格式全光波长转换方案。这种波长转换方案具有转换效率高、消光比高和波长转换范围大等优点。我们对适用于PolSK 调制格式的双泵浦FWM 型全光波长转换器做了深入的理论研究，具体内容如下：
　　 1)阐述了研究全光波长转换器的重要意义，概括了波长转换器的种类和发展状况。
　　 2)分析了SOA中的多种非线性效应，特别是三阶非线性效应，推导了SOA中最基本的光场传输方程和载流子速率方程。
　　 3)利用SOA中的双泵浦FWM 效应，提出了一种适用于PolSK 调制格式的全光波长转换器方案，本方案可以提高波长转换效率，改善消光比，增大波长转换范围。
　　 4)建立了基于SOA的双泵浦FWM 型全光波长转换器完整的宽带理论模型。在宽带理论模型中，考虑了SOA的材料增益谱、光场纵向空间分布、载流子空间分布和宽带ASE 谱等。宽带理论模型为这种双泵浦FWM 型波长转换器性能的研究提供了理论基础。
　　 5)利用建立的基于SOA的双泵浦FWM 型全光波长转换器宽带理论模型，通过MATLAB 软件进行数值模拟的方式，对这种波长转换器的转换效率和消光比特性进行了深入的研究，分析了转换效率、输出消光比特性和输入泵浦光功率、信号光功率、输入泵浦光波长、信号光波长之间的关系。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第二章 半导体光放大器的理论基础

第三章 适用于PoISK调制格式的双泵浦FWM型全光波长转换器的理论模型

第四章 适用于PoISK调制格式的双泵浦FWM型全光波长转换器的性能分析

第五章 研究总结与展望

致 谢

参考文献

作者攻读学位期间发表的学术论文

附录