基于数字信号处理理论的光学交错复用器的设计研究

摘要

本文基于数字信号处理中的有限脉冲响应(FIR)和无限脉冲响应(IIR)理论，对双折射晶体型和迈克尔逊Gires-Toumois干涉仪型(MGTI)Interleaver进行设计研究，具体内容包括： 结合FIR理论详细分析了双折射晶体型Interleaver的设计原理，给出了三块晶体级联结构的占空比1:3的50GHz不等带宽Interleaver的具体设计实例。在此基础上，系统分析了每块晶体波片和检偏器的方位角以及晶体厚度对光潜透射率波形的影响。最后分析了运用同种FIR设计方法在不同阶数情况下和在同种阶数下运用不同FIR设计方法的不同设计结果。 提出了一种新颖简单的MGTI型Interleaver的设计方法。首先基于IIR理论建立该结构滤波器所对应的数字滤波器模型，在此基础上，利用Z变换简化光谱透射率函数的表达式，然后通过对滤波器的零极点特性分析，即可直接求解GT腔的腔长、臂长差和GT腔各镜面的反射率。文中给出了该方法的等带宽和不等带宽interleaver的具体设计实例，分析了利用不同多镜GT腔结构设计不同Interleaver的带宽利用率，最后比较了运用不同IIR滤波器函数设计不等带宽Interleaver的仿真结果。该方法相比传统设计方法大大简化了计算的复杂性，对GT腔镜数较多的情况下该方法则更显其优越性。 分析了实现任意占空比MGTI型Interleaver的设计原理。文中给出了3阶结构情况下的五组不同占空比Interleaver的设计实例，并分析了占空比对奇偶路输出光谱1dB处通带宽度和陡度的影响。同时也给出了不同阶数下占空比为1:4的Interleaver的具体设计结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题来源

1.2课题研究目的和意义

1.3论文主要内容

1.4本文主要创新点

第二章背景综述

2.1引言

2.2不等带宽Interleaver典型类型

2.2.1马赫-曾德尔(MZ)级联型

2.2.2 MGTI型

2.2.3双折射光纤环镜型

2.2.4双折射GT型

2.2.5改进方案及其它结构类型

2.3小结

第三章基于FIR设计双折射晶体型Interleaver

3.1引言

3.2双折射晶体型Interleaver设计

3.2.1基本原理

3.2.1基于FIR理论设计方法

3.3不等带宽Interleaver的优化设计

3.3.1对目标函数的优化

3.3.2晶体和检偏器方位角的求解

3.3.3晶体厚度优化

3.4方位角和晶体厚度对波形的影响

3.5不同阶数和目标函数设计Interleaver

3.6讨论与小结

第四章IIR在Interleaver设计中的应用

4.1引言

4.2数字滤波器模型的建立

4.3光谱透射率函数的零极点特性分析

4.4光学交错复用器的设计方法

4.5具体设计实例

4.5.1等带宽Interleaver的设计

4.5.2不等带宽Interleaver的设计

4.6讨论与小结

第五章任意占空比MGTI型Interleaver的实现

5.1引言

5.2任意占空比Interleavet的设计

5.2.1基本原理

5.2.2不同占空比Interleaver的设计实例

5.2.3占空比对陡度和通带带宽的影响

5.2.4其它不同阶数方案的比较

5.3讨论与小结

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文

作者在攻读硕士学位期间所作的项目

致谢