太赫兹光非对称解复用器的研究

摘要

该文建立了TOAD的理论模型,分析了TOAD中的关键元件-半导体光放大器(SOA)的动态增益响应,研究了各参数对TOAD开关特性的影响.第一章对光通信技术的发展趋势、OTDM系统与网络及其关键技术,光时分解复用技术,特别是该文的研究重点——TOAD作了系统评述.第二章从SOA载流子密度速率方程和电磁场方程出发,按不考虑非线性增益压缩和考虑非线性增益压缩两种情况,推导了时延参考系中增益、光脉冲功率和相位的耦合方程组,并进一步得出了不包含非线性增益压缩的放大函数微分方程、包含非线性增益压缩的输出功率微分方程及针对控制脉冲为高斯脉冲时包含非线性增益压缩的放大函数微分方程.第三章首次考虑主耦合器的分光比、控制脉冲、顺时针和逆时针信号脉冲到达SOA的时间差别,建立TOAD的理论模型.第四章针对控制脉冲为高斯脉冲时数值求解了包含非线性增益压缩的放大函数微分方程,研究了非线性增益压缩对SOA动态增益响应、TOAD开关特性及有效开关窗口宽度的影响.第五章首次研究了OTDM信号流帧周期小于SOA增益完全恢复的时间时,帧周期对SOA动态增益响应及TOAD开关特性的影响,以控制脉冲能量、信号光相对于控制光时延分别改变为例,对TOAD的解复用过程进行动态模拟.第六章研究了TOAD解复用信号的开关比与消光比,首次建立了TOAD信道串扰的理论模型,详细研究了帧周期、信号光相对于控制光时延、控制脉冲能量、宽度、小信号增益、环时间非对称性及主耦合器分光比等对信道串扰的影响,并与实验结果进行了定性比较,结果两者吻合很好.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪言

1.1引言

1.2 OTDM概述

1.2.1 OTDM系统

1.2.2 OTDM技术优势

1.2.3 OTDM技术的研究现状

1.3 OTDM系统的关键技术

1.3.1超短脉冲光源

1.3.2光时分复用器

1.3.3光时钟提取

1.3.4传输控制技术

1.4 OTDM网络技术

1.5 OTDM的核心技术—光时分解复用技术

1.6太赫兹光非对称解复用器

1.7本文工作简介

参考文献

第二章半导体光放大器内的光脉冲传输

2.1引言

2.2半导体光放大器内光脉冲传输的理论模型

2.3非线性增益压缩效应对光脉冲传输的影响

2.4几种入射光脉冲的数学描述

2.4.1高斯脉冲

2.4.2超高斯脉冲

2.4.3双曲正割脉冲

2.4.4洛仑兹脉冲

2.5本章小结

参考文献

第三章TOAD的开关特性研究

3.1引言

3.2 TOAD的理论模型

3.3半导体光放大器的动态增益响应及光脉冲传输特性

3.3.1半导体光放大器的动态增益响应特性

3.3.2信号光脉冲的传输特性

3.4开关窗口特性

3.5解复用输出功率

3.6有效开关窗口宽度的研究

3.7 理论与实验的比较

3.8本章小结

参考文献

第四章非线性增益压缩的影响

4.1引言

4.2非线性增益压缩对动态增益响应的影响

4.3非线性增益压缩对开关特性的影响

4.4非线性增益压缩对有效开关窗口宽度的影响

4.5本章小结

参考文献

第五章短帧周期时TOAD的开关特性

5.1引言

5.2 SOA的动态增益响应

5.3帧周期对TOAD输出功率的影响

5.4短帧周期时TOAD的开关窗口

5.5 TOAD解复用过程的动态模拟

5.6本章小结

参考文献

第六章TOAD其它特性的研究

6.1引言

6.2 TOAD的开关比与消光比

6.3信道串扰特性

6.4本章小结

参考文献

总结

致谢

作者在攻读博士学位期间所发表的论文及所获得的奖励