本文關(guān)鍵詞： 非線性效應(yīng) 克爾光頻梳 LLE模型 噪聲特性 傳輸特性　出處：《電子科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：光頻梳技術(shù)的出現(xiàn),給光頻率測量,通信應(yīng)用等帶來巨大的應(yīng)用前景,而微環(huán)諧振器產(chǎn)生的克爾光頻梳,具有頻譜寬,功耗小,頻率穩(wěn)定性高,以及體積小易集成等優(yōu)勢,成為近年來的研究熱點。雖然實驗上已經(jīng)證實了基于微環(huán)諧振器可產(chǎn)生寬頻譜穩(wěn)定的克爾光頻梳,但是對克爾光梳產(chǎn)生機制的分析理解仍然不成熟,相關(guān)理論研究也相對較少,從而阻礙了克爾光梳的進一步實現(xiàn)及其應(yīng)用。本文基于高Q值微環(huán)諧振器,對克爾光梳的相關(guān)機制、原理,特性以及相關(guān)應(yīng)用進行了深入的理論研究,主要工作內(nèi)容和創(chuàng)新如下:1、利用LLE方程建立了克爾光梳的產(chǎn)生模型,涉及的物理效應(yīng)包括微環(huán)內(nèi)損耗、失諧、色散等,利用仿真形成了克爾光頻梳產(chǎn)生的四個不同階段模型,分析解釋了每一階段的主要機制,主要包括四波混頻和不穩(wěn)定性調(diào)制等。仿真結(jié)果分析表明,克爾光梳產(chǎn)生是多種非線性效應(yīng)共同參與的結(jié)果,與泵浦光功率,調(diào)諧值等密切相關(guān)。仿真結(jié)果與近期報道的相關(guān)實驗結(jié)果一致。2、對克爾光梳的相干特性進行了深入研究。探究了不同情況下噪聲種子對光梳相干產(chǎn)生的影響,包括初始狀態(tài)隨機注入噪聲種子,以及光梳產(chǎn)生過程中人為注入噪聲種子,對光梳產(chǎn)生的影響。通過分析光梳的頻率相干性和時間相干性,得出噪聲種子對光梳演化過程的影響。分析結(jié)果表明,由于克爾光梳的產(chǎn)生是由隨機噪聲觸發(fā)的,且其演化過程中包含多種復(fù)雜的非線性效應(yīng),因此不同光梳之間普遍具有較低的相干性。3、由于克爾光梳具有頻譜寬、線寬窄、穩(wěn)定性高等優(yōu)勢,本文研究了將克爾光梳作為調(diào)制光源在通信傳輸系統(tǒng)中的傳輸特性。首先分析了其作為幅度調(diào)制傳輸系統(tǒng)的調(diào)制光源時的接收性能,包括眼圖特征和最大Q值分布情況,從理論上證明了其作為非相干調(diào)制光源的可行性。其次分析了在光OFDM傳輸系統(tǒng)中,將克爾光梳作為相干調(diào)制光源時的傳輸及接收特性,結(jié)果表明,克爾光梳同樣具有良好的調(diào)制特性。
[Abstract]:The emergence of optical frequency comb technology brings great application prospects for optical frequency measurement and communication applications, while the Kerr optical comb produced by micro-ring resonator has the advantages of wide spectrum, low power consumption and high frequency stability. The advantages of small size and easy integration have become a research hotspot in recent years. Although it has been proved experimentally based on microloop resonator can produce wide spectrum stable Kerr optical comb. However, the analysis and understanding of Kerr comb generation mechanism is still immature, and the related theoretical research is relatively few, which hinders the further realization and application of Kerr comb. This paper based on high Q value micro-ring resonator. The related mechanism, principle, characteristics and related applications of Kerr comb are studied in detail. The main work and innovation are as follows: 1. The generation model of Kerr comb is established by using LLE equation. The physical effects involved include loss, detuning, dispersion and so on. Four different models of Kerr optical comb are formed by simulation, and the main mechanism of each stage is analyzed and explained. The simulation results show that the Kerr comb generation is the result of a variety of nonlinear effects, and pump power. The simulation results are consistent with the experimental results reported recently. 2. The coherence characteristics of Kerr comb are studied in depth, and the effects of noise seeds on coherent generation of comb under different conditions, including initial state random injection of noise seeds, are investigated. By analyzing the frequency coherence and time coherence of light comb, the influence of noise seed on the evolution process of light comb is obtained. Because the generation of Kerr comb is triggered by random noise and there are many complex nonlinear effects in the evolution process, there is generally low coherence between different comb. The Kerr comb has the advantages of wide spectrum, narrow line width and high stability. In this paper, the transmission characteristics of Kerr comb as modulation light source in communication transmission system are studied. Firstly, the receiving performance of Kerr comb as modulation light source of amplitude modulation transmission system is analyzed. Including the characteristics of the eye map and the distribution of the maximum Q value, the feasibility of using it as a non-coherent modulation light source is proved theoretically. Secondly, the optical OFDM transmission system is analyzed. The transmission and reception characteristics of Kerr comb as coherent modulation light source show that the Kerr comb also has good modulation characteristics.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN629.1

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本文編號：1491052