本文關(guān)鍵詞：光—聲參量放大器時間相位敏感特性　出處：《哈爾濱理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：隨著光纖通信系統(tǒng)的快速發(fā)展,摻鉺光纖放大器(EDFA)及拉曼放大技術(shù)已無法滿足現(xiàn)今光纖通信系統(tǒng)對放大器放大性能的要求�；谒牟ɑ祛l(FWM)的光纖參量放大器(FOPA)因不易與硅基光子器件集成以及需要引入額外泵浦光源,致使系統(tǒng)成本較高。針對上述放大器的不足,本文采用基于受激布里淵放大(SBA)的光-聲參量放大器實現(xiàn)光信號放大,并對該放大器時間、相位敏感特性進行了理論分析及實驗驗證。該放大器的時域波形保真以及頻域選擇性放大能力,為其在光載無線通信、模擬/窄帶數(shù)字通信、光學時鐘以及相干光通信等應(yīng)用領(lǐng)域奠定了基礎(chǔ)。首先,基于anti-Stokes損耗布里淵光-聲參量放大理論模型,首次通過SBA過程在光纖中實現(xiàn)了作為時域波形畸變表征現(xiàn)象的光前驅(qū)波,實驗結(jié)果與理論分析相符。以光前驅(qū)波作為波形畸變基準,基于布里淵光-聲參量放大理論模型,理論研究了半高斯和高斯脈沖在anti-Stokes損耗型與Stokes增益型光-聲參量放大器的時間響應(yīng)特性:進行了不同增益條件下窄帶泵浦光參量放大仿真,隨著增益的提高,脈沖波形產(chǎn)生畸變,出現(xiàn)光前驅(qū)波現(xiàn)象;進行了不同泵浦譜寬參量放大的理論研究,隨著譜寬的增加,脈沖畸變得到矯正。采用半高斯-高斯脈沖對仿真結(jié)果進行了實驗驗證,實現(xiàn)了利用寬譜泵浦光光-聲參量放大器對時域信號的無畸變放大,實驗結(jié)果與理論分析一致。其次,介紹了正交振幅調(diào)制(QAM)信號的基本概念及調(diào)制方法,明確矢量信號誤差分析方法。搭建了基于光-聲參量放大器放大QAM光信號的實驗系統(tǒng)。進行了光-聲參量放大器相位敏感特性研究,分別對無畸變QAM和畸變QAM弱光信號進行了放大,實驗結(jié)果與EDFA相比,在同等增益條件下光-聲參量放大器引入噪聲較小,并能通過布里淵窄帶相位選擇性放大實現(xiàn)QAM信號相位畸變矯正。研究了光-聲參量放大器泵浦功率和相位匹配條件對QAM信號光畸變矯正的影響,在受激布里淵散射閾值以下,隨著泵浦光功率的提高,相位畸變逐漸矯正;當泵浦光與QAM弱光信號滿足布里淵相位匹配時,光-聲參量放大器相位畸變矯正效果最佳。
[Abstract]:With the rapid development of optical fiber communication system. EDFAs and Raman Amplifier techniques can not meet the Amplifier requirements of current Optical Fiber Communication Systems. FWM-based Fiber Optic Parametric Amplifier (FOPA). It is difficult to integrate with silicon-based photonic devices and it is necessary to introduce additional pump light sources. Because of the high cost of the system, the optical signal amplifier based on stimulated Brillouin Amplifier (SBA) is used to amplify the optical signal, and the time of the amplifier is given. The phase sensitivity characteristics of the amplifier are theoretically analyzed and verified by experiments. The time-domain waveform fidelity and the frequency-domain selective amplification capability of the amplifier are used for optical wireless communication and analog / narrowband digital communication. Optical clock and coherent optical communication have laid the foundation. Firstly, based on the Brillouin optical parametric amplification model of anti-Stokes loss. For the first time, the optical waveforms in optical fiber are characterized by SBA process. The experimental results are in agreement with the theoretical analysis. The optical waveforms are used as the waveforms distortion reference. Based on Brillouin optical and acoustic parametric amplification model. The time response characteristics of semi-#china_person0# and Gao Si pulses in anti-Stokes lossy and Stokes gain optoacoustic parametric amplifiers are studied theoretically. The parametric amplification simulation of narrow-band pumped light is carried out under different gain conditions. With the increase of gain, the waveform of pulse is distorted and the phenomenon of optical front wave appears. The theoretical study of different pump spectral width parametric amplification is carried out. With the increase of the spectrum width, the distortion of the pulse is corrected. The simulation results are verified by the semi-Gauss Gaussian pulse. The wideband pumped optoacoustic parametric amplifier is used to amplify the time-domain signal without distortion. The experimental results are consistent with the theoretical analysis. Secondly. The basic concept and modulation method of QAM (Quadrature amplitude Modulation) signal are introduced. The experimental system of amplifying QAM optical signal based on optoacoustic parametric amplifier is set up. The phase sensitivity characteristics of optoacoustic parametric amplifier are studied. The weak light signals of distortionless QAM and distorted QAM are amplified respectively. The experimental results show that the noise introduced by optoacoustic parametric amplifiers is lower than that of EDFA under the same gain condition. The phase distortion of QAM signal can be corrected by Brillouin narrow-band phase-selective amplification. The effects of pump power and phase matching condition of optoacoustic parametric amplifier on the correction of optical distortion of QAM signal are studied. Under the stimulated Brillouin scattering threshold, the phase distortion is corrected gradually with the increase of pump power. When the pump light and the QAM weak light signal match the Brillouin phase, the phase distortion correction of the optical-acoustic parametric amplifier is the best.
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN722

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本文編號：1421463