基于外光注入VCSELs单周期振荡的毫米波产生及其在ROF系统中的应用

摘要

随着人类社会全球信息化的进程，人们对高速多媒体通信带宽的需求不断提高，毫米波频段的应用逐步进入人们的视野。频率比微波更高的毫米波有着宽频带，大容量传输信号的优势，但是容易受到大气环境的影响而产生衰减，难以实现远距离传输目标。将毫米波和光纤传输技术相结合，可以有效解决毫米波传输距离短等问题，这就是光纤无线通信(ROF)系统。光纤拥有丰富的频带资源和抗电磁干扰能力，毫米波可以使无线通信向更大容量和更高速率迈进，二者结合的ROF技术具有无限的发展前景。目前，毫米波产生的主要方法有：直接调制技术，上下变频技术，光外差技术和电吸收收发器技术。
　　 本文提出一种基于外光注入垂直腔表面发射半导体激光器(VCSELs)单周期振荡的毫米波产生方案。利用自旋反转理论模型(SFM)，对外光注入下VCSELs的动态行为进行了研究，着重讨论VCSELs处于单周期振荡时所产生的毫米波的性能。研究表明：在适当的参数条件下，主VCSELs的输出注入到副VCSELs，可使副VCSELs处于单周期振荡，其输出的光谱中只含有两个主频率，即第一边带与中心载波频率成分，经过拍频可获得毫米波；通过调节注入光强度以及主副VCSELs的失谐频率，可以得到频率范围极广的毫米波。同时，本文还分析了采用上述方法产生的毫米波在ROF系统中的传输特性。由于此时产生的毫米波具有单边带(SSB)调制特性，因此能够较好地抑制光纤色散的影响，进而可改善ROF系统的传输性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1垂直腔面发射激光器(VCSELs)简介

1.1.1面发射激光器的类型和特点

1.1.2垂直腔面发射激光器(VCSELs)的结构

1.1.3 VCSELs发展历史回顾

1.2光纤无线通信(ROF)系统

1.2.1光纤无线通信(ROF)系统简介

1.2.2毫米波ROF系统

1.3本文研究的内容和意义

参考文献

第二章外光注入VCSELs速率方程

2.1 VCSELs四能级偏振动力学模型及速率方程

2.2外光注入VCSELs速率方程

参考文献

第三章外光注入VCSELs单周期振荡的毫米波产生

3.1引言

3.2.理论模型

3.3结果与讨论

3.4本章小节

参考文献

第四章单边带调制ROF系统光毫米波的传输特性

4.1引言

4.2单边带(SSB)调制光毫米波的传输特性

4.3数值仿真

4.4本章小节

参考文献

第五章结束语

在读期间发表和录用的论文

致谢