基于SOAXPM的全光波長變換器的研究

期末答辯基于SOA-XPM的全光波長變換器的研究CONTENTSNO.1研究意義NO.2

研究內(nèi)容NO.3創(chuàng)新與關(guān)鍵NO.4

總結(jié)NO.5

參考文獻(xiàn)1研究意義SEARCHSIGNIFICANCE1研究意義SEARCHSIGNIFICANCE克服了傳統(tǒng)的光／電／光波長變換使交換容量受到電子器件工作速度限制，整個光通信系統(tǒng)的帶寬受到限制、網(wǎng)絡(luò)缺乏透明性的問題全光波長變換器是全光網(wǎng)絡(luò)的一個重要考慮環(huán)節(jié)和研究熱點。從而使基于波分復(fù)用的全光通信網(wǎng)系統(tǒng)容量大大提高，實現(xiàn)波長的再利用。高效簡便地改變信號光波長實現(xiàn)了波長路由和虛通道功能，降低了網(wǎng)絡(luò)阻塞率，使網(wǎng)絡(luò)管理更為靈活、簡便和合理解決了波長競爭問題1研究意義SEARCHSIGNIFICANCE既可以利用半導(dǎo)體光放大器的交叉相位調(diào)制(SOA-XPM)效應(yīng)實現(xiàn)波長變換，也可以利用光纖的XPM效應(yīng)實現(xiàn)實現(xiàn)方法多樣性采用SOA-XPM波長變換器XPM型具有高效、低啁啾、低功率信號驅(qū)動等較理想的轉(zhuǎn)換效果高速、低啁啾采用SOA-XPM波長變換器可以克服交叉增益調(diào)制XGM波長變換中消光比降低的缺點克服消光比劣化采用SOA-XPM波長變換器可以克服FWM波長變換中變換效率低的缺點波長變換效率高SOA-XPM目前最有實用化前景2研究內(nèi)容RESEARCHCONTENTS2研究內(nèi)容RESEARCHCONTENTS工作模式在半導(dǎo)體光放大器(SOA-XPM)波長變換器中，SOA工作于交叉相位調(diào)制(XPM)模式優(yōu)缺點常用干涉儀優(yōu)點在于小啁啾，失真不嚴(yán)重，并且轉(zhuǎn)換簡單高效，消光比劣化小。缺點在于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，輸入動態(tài)范圍小。常用的干涉儀有馬赫-曾德爾干涉儀(MachZender,MZI)和邁可爾遜干涉儀(Michelson,MI)2研究內(nèi)容RESEARCHCONTENTSSOA-MZI-XPM波長變換的原理這種方法克服了交叉增益機(jī)制存在的消光比劣化問題，具有高轉(zhuǎn)換效率、高消光比、低功率運轉(zhuǎn)、可起色散補償作用的特點，具有高達(dá)40Gbit/s的轉(zhuǎn)換速率。選擇適當(dāng)?shù)妮斎牍庑盘柟β屎蚐OA的偏置電流可以獲得最小的誤碼率。2研究內(nèi)容RESEARCHCONTENTSSOA-MI-XPM波長變換的原理2研究內(nèi)容RESEARCHCONTENTSXPM型波長轉(zhuǎn)換器的典型傳輸曲線由圖中可以看出：曲線比較陡峭、斜率較大，意味著，輸入光功率很小的變化，可以引起輸出光功率較大的變化由于干涉儀對信號周期性響應(yīng)，所以輸入信號功率動態(tài)范圍小，需對輸入功率進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，以免消光比及干涉形式發(fā)生變化。為了增大輸入功率的動態(tài)范圍，有兩種改進(jìn)方案3創(chuàng)新與關(guān)鍵INNOVATIONANDKEY3創(chuàng)新與關(guān)鍵INNOVATIONANDKEY第一種是控制干涉儀的SOA驅(qū)動電流。加一個探測控制電路，探測輸入光功率的變化，并相應(yīng)地改變兩臂SOA的驅(qū)動電流，可以把轉(zhuǎn)換器的輸入動態(tài)范圍擴(kuò)大3～8dB3創(chuàng)新與關(guān)鍵INNOVATIONANDKEY第二種是在干涉儀前加EDFA放大輸入光功率。將EDFA的飽和輸出功率設(shè)計到干涉儀的最大輸入光功率。EDFA的輸入功率范圍約為40dB，因此，這種方案可以把波長變換器的動態(tài)范圍提高到約40dB。EDFA增益恢復(fù)時間較長，所以，這種方案適于輸入光功率慢變的系統(tǒng)。3創(chuàng)新與關(guān)鍵INNOVATIONANDKEY也可以把兩種方案結(jié)合起來使用。既可增加輸入功率動態(tài)范圍，又可提高響應(yīng)速度，適于輸入光功率快變的分組交換網(wǎng)。基于定向耦合半導(dǎo)體光放大器的波長變換器結(jié)構(gòu)示意圖外部注入光改變載流子密度，導(dǎo)致折射率的實部與虛部變化，進(jìn)而導(dǎo)致SOAl與SOA2的傳播常數(shù)及耦合系數(shù)(控制間隔層G的距離)發(fā)生變化。當(dāng)探測光與信號光同時從SOAl注入時，在兩個SOA的輸出端就可以獲得干涉變換信號，但兩個變換信號是反相的。該變換器能夠大大改善信號的消光比，而且結(jié)構(gòu)簡單易于構(gòu)造封裝，并且不需有源或無源器件的集成。3創(chuàng)新與關(guān)鍵INNOVATIONANDKEY另外，由于干涉儀輸出輸入信號的周期性響應(yīng)，需要對輸入信號功率范圍進(jìn)行嚴(yán)格控制，以免消光比及干涉型式發(fā)生變化。針對這個問題提出了定向耦合的SOA全光波長變換方案4總結(jié)CONCLUSION4總結(jié)CONCLUSION總結(jié)全光波長轉(zhuǎn)換器將是未來全光網(wǎng)的核心器件之一，發(fā)揮著重要的作用。

XPM全光波長轉(zhuǎn)換器具有高效、高消光比、低啁啾、低功率信號驅(qū)動等較理想的轉(zhuǎn)換效果，目前最有實用化前景。但從目前的研究結(jié)果看，無論哪種方案都不盡完美，需要人們從中取舍

,或研究開發(fā)更好的波長變換器。因此進(jìn)一步開展全光波長變換技術(shù)的研究，對提高我國光通信水平具有很高的學(xué)術(shù)價值和潛在應(yīng)用前景。5參考文獻(xiàn)REFERENCE5參考文獻(xiàn)REFERENCE[1]林其銀,楊勝利.全光波長轉(zhuǎn)換器的原理和特性的比較[J].大氣與環(huán)境光學(xué)學(xué)報,2002,15(1).[2]方捻.全光波長變換器及其在光網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用研究[D].上海大學(xué),2005.[3]林鵬,聞和,周博俊,等.ASON光網(wǎng)絡(luò)中的全光波長變換技術(shù)[J].光電子技術(shù),2005,25(3):175-180.[4]張寧,倫秀君,王強(qiáng)強(qiáng),等.全光