光可变增益倾斜滤波器及其温度稳定控制系统的研究

摘要

在基于密集波分复用技术DWDM的传输系统中，由于光放大器、色散效应、光纤介质和其他光学部件的增益或损耗的波长相关性，以及光网络系统中通道数量动态增减，均会造成光传输链路中各信道功率不均衡，信道问功率的不均衡会导致系统误码率显著上升，因而需要能够适应光纤链路中功率动态变化的增益均衡器件。光可变增益倾斜滤波器(VGTF)就是一种利用电光原理实现的滤波器幅度和相位可调谐的动态增益均衡器件。
　　 本文首先对基于OptoCeramic(R)系列透明铁电陶瓷材料实现的VGTF进行了系统的研究，在理论上分析讨论了如何利用透明铁电陶瓷和双折射晶体材料进行VGTF器件的设计，并进行了仿真计算。
　　 其次设计了基于通用串行总线接口通信的控制电路，实现了计算机根据需求对VGTF进行实时控制，并在分析透明铁电陶瓷和双折射晶体材料温度效应基础上，找出VGTF系统函数中温度相关参数，并在恒温条件下测出其对应不同温度的值，通过曲线拟合得到相关参数同温度的函数关系，完成了温度稳定控制系统设计。在温度变化条件下对系统进行了测试，结果表明VGTF系统实现了较好的温度稳定性。
　　 最后分别设计了基于VGTF的掺铒光纤放大器EDFA增益倾斜均衡实验和基于VGTF的两抽头可调谐微波光子滤波器实验，并测试了在温度变化条件下VGTF性能改变对上述实验系统的影响，结果表明温度稳定控制系统对VGTF的应用具有重要作用。

目录

文摘

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致谢

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 光可变增益倾斜均衡器

1.3 VGTF相关应用

1.3.1 基于VGTF的掺铒光纤放大器动态增益均衡

1.3.2 基于VGTF的可调微波光子滤波器

1.4 本文的主要工作

第二章 VGTF光学结构机理

2.1 透明铁电陶瓷材料PMN-PT

2.1.1 PMN-PT电光陶瓷材料性质

2.1.2 PMN-PT电光效应基本原理

2.2 VGTF光学结构设计原理

2.2.1 波长可调谐光滤波器模块

2.2.2 可变旋光器模块

2.2.3 VGTF整体结构

第三章 VGTF温度稳定控制系统研究

3.1 VGTF驱动控制电路及测试系统设计

3.1.1 控制电路

3.1.2 系统控制流程

3.1.3 VGTF测试系统设计

3.2 VCTF温度效应研究

3.2.1 双折射晶体温度效应

3.2.2 PMN-PT电光晶体温度效应

3.2.3 温度相关参数测定

3.3 VGTF温度稳定控制系统实验研究

3.3.1 VGTF温度稳定控制方案

3.3.2 VGTF温度稳定控制实验

第四章 基于温度稳定VGTF系统的应用实验研究

4.1 基于VGTF的EDFA动态增益均衡实验研究

4.2 基于VGTF的可重构微波光子滤波器实验研究

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间的专利申请和文章发表