全光多波长判决技术的研究

摘要

在超高速光通信中,光信号在传输过程中会受到诸多因素的影响,其结果会造成光信号质量下降,导致误码率上升,从而限制传输距离。为了增大光信号的传输距离,需要在传输过程中进行光信号的3R再生。全光3R再生技术克服了电的3R再生技术的不足,有广阔的应用前景,是全光网路中保证信号传输质量一个非常行之有效的办法:而且在光域内可同时对多个波长进行处理,这也是全光3R再生技术的一个优势所在。全光3R再生技术的一项关键技术是全光判决技术。光纤非线性效应中的参量放大效应,因其高响应速度、高信号增益和宽平坦增益带宽等特性,是目前国际上在全光波长变换以及多波长全光3R再生等领域的研究热点。本论文首先单泵浦参量放大作了一定的研究,然后进行了基于光纤参量放大(FOPA)的全光判决系统的实验研究,为实现多波长全光3R再生奠定了良好的实验基础。主要内容包括:
　　 理论分析部分主要介绍了光纤中的四波混频(FWM)效应,在此基础上对参量放大进行了详细的理论分析,包括四波混频相位匹配条件的理论推导,进而分析了参量放大的增益特性。考虑到实验中可能遇到的光纤中的一些非线性效应,例如受激布里渊散射(SBS),受激拉曼散射(SRS),自相位调制(SPM),交叉相位调制(XPM),也对它们做了适当的介绍。
　　 实验研究了相位调制对泵浦光频谱的影响,主要用于考查相位调制的泵浦抑制受激布里渊色散的能力。然后实验分析了光纤光参量放大(FOPA)增益特性与泵浦光波长,高非线性光纤长度,泵浦光功率之间的关系,并且实验验证了光纤光参量放大(FOPA)的光开关特性,得到了信号光的输入输出特性曲线。
　　 进行了基于光纤光参量放大(FOPA)的全光单波长10Gbps信号的判决实验和异步双波长10Gbps的全光判决实验。在单波长10Gbps判决实验中采用强度调制的时钟泵浦光,并且从不同信号信噪比,不同信号波长以及不同的信号传输距离几个方面详细分析了该系统的全光再生性能。在异步双波长10Gbps全光判决实验采中采用相位调制的时钟泵浦光,这样可以有效地抑制信道间的交叉相位调制效应等,减少信道间的非线性干扰。特别地,对于异步双波长的全光判决,不同信道间的四波混频效应是一个需要解决的问题,实验中,我们使信道间的信号光与泵浦光偏振态相互正交,这样有效地抑制了不同信道间的四波混频效应。