本文關(guān)鍵詞：基于QD-SOA-XPM的全光波長轉(zhuǎn)換器的研究

  更多相關(guān)文章： 量子點(diǎn)半導(dǎo)體光放大器 全光波長轉(zhuǎn)換 交叉相位調(diào)制 啁啾 Q因子

【摘要】：隨著全光網(wǎng)絡(luò)的逐步建立,利用量子點(diǎn)半導(dǎo)體光放大器(Quantum-dot semiconductor optical amplifier,QD-SOA)實(shí)現(xiàn)的波長轉(zhuǎn)換器以其具有較好的溫度不敏感性、較低的閾值電流以及較高的信號處理速度和量子效率等特點(diǎn)逐漸成為研究的熱點(diǎn)。本文根據(jù)QD-SOA的理論模型,建立了靜態(tài)和動態(tài)仿真模型,并通過牛頓迭代法和龍格-庫塔法來求解仿真模型。建立了基于QD-SOA的交叉相位調(diào)制(Cross-phase modulation,XPM)型的全光波長轉(zhuǎn)換(All-optical wavelength converter,AOWC)系統(tǒng),詳細(xì)研究了輸入泵浦光功率(Pump power)、有源區(qū)長度、泵浦光脈沖寬度(Pulse width)和最大模式增益等參數(shù)對轉(zhuǎn)換后探測光的相位差、轉(zhuǎn)換信號的Q因子(Q factor)特性和啁啾(Chirp)特性的影響。1.研究了通過干涉儀兩臂的探測光相位差隨時間的變化規(guī)律。結(jié)果表明,輸入泵浦光脈沖寬度、最大模式增益、輸入泵浦光功率以及有源區(qū)長度均能改變探測光的相位差和轉(zhuǎn)換光功率的大小。其中增大最大模式增益、輸入泵浦光功率、脈沖寬度和有源區(qū)長度,均能夠增大轉(zhuǎn)換光功率。2.仔細(xì)分析了線寬增強(qiáng)因子、損耗系數(shù)、輸入泵浦光功率和脈沖寬度以及最大模式增益對轉(zhuǎn)換光啁啾的影響。研究表明,減小線寬增強(qiáng)因子、增大損耗系數(shù)、減小泵浦光功率和最大模式增益以及增大脈沖寬度,能夠減小轉(zhuǎn)換光的啁啾,從而提高轉(zhuǎn)換光的質(zhì)量。取線寬增強(qiáng)因子為0.1、損耗系數(shù)為300m-1、泵浦光功率為-10dBm、最大模式增益為1000m-1、脈沖寬度為1.0ps,得到輸出轉(zhuǎn)換光的正啁啾和負(fù)啁啾的峰值分別為4.90MHz、4.40MHz,而相同條件下,交叉增益調(diào)制(Cross-gain modulation,XGM)型全光波長轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換光正啁啾和負(fù)啁啾的峰值分別為0.70GHz、0.60GHz,這是XPM型波長轉(zhuǎn)換器的一個優(yōu)勢。3.以Q因子作為一個性能指標(biāo)研究了全光波長轉(zhuǎn)換器的輸出信號質(zhì)量,結(jié)果表明:對于輸入泵浦光功率,存在一個最大值(-12dBm)使得波長轉(zhuǎn)換器的Q因子最大達(dá)到8.82dB,而較小的泵浦光脈沖寬度和最大模式增益、較大的有源區(qū)長度都能夠得到高的Q值。在實(shí)現(xiàn)波長轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上,優(yōu)化各參數(shù)數(shù)值,得到的Q因子達(dá)到16.68dB,輸出信號質(zhì)量較好。但是輸入泵浦光功率、脈沖寬度和有源區(qū)長度的選取必須適當(dāng),因為同時獲得高的消光比(Extinction ratio,ER)和Q因子存在一定的矛盾,因此選取參數(shù)時要兼顧Q因子和消光比,以提高全光波長轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換質(zhì)量,減小誤碼率。4.對比了QD-SOA-XPM型波長轉(zhuǎn)換器和XGM型波長轉(zhuǎn)換器在相同條件下的Q因子特性。結(jié)果表明:最大模式增益、脈沖寬度、輸入泵浦光功率以及有源區(qū)長度均對兩種全光波長轉(zhuǎn)換器的Q因子產(chǎn)生影響,并且XPM型波長轉(zhuǎn)換器的Q因子特性優(yōu)于XGM型波長轉(zhuǎn)換器。在能夠保證輸出轉(zhuǎn)換光信號質(zhì)量的條件下,基于XPM效應(yīng)的全光波長轉(zhuǎn)換器對有源區(qū)長度和脈沖寬度的要求更低,泵浦光功率的可變化范圍更廣。
【關(guān)鍵詞】：量子點(diǎn)半導(dǎo)體光放大器 全光波長轉(zhuǎn)換 交叉相位調(diào)制 啁啾 Q因子
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN722;TN929.11
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 光纖通信9
• 1.2 全光網(wǎng)絡(luò)9-10
• 1.3 半導(dǎo)體光放大器10-11
• 1.4 基于XPM效應(yīng)的全光波長轉(zhuǎn)換器11-14
• 1.5 論文安排14-16
• 第2章 基于量子點(diǎn)半導(dǎo)體光放大器的理論基礎(chǔ)16-24
• 2.1 速率方程16-17
• 2.2 靜態(tài)模型17-19
• 2.3 QD-SOA靜態(tài)模型的求解方法19-22
• 2.4 動態(tài)模型及求解方法22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-24
• 第3章 XPM效應(yīng)波長轉(zhuǎn)換器的相位特性24-34
• 3.1 基于XPM效應(yīng)的全光波長轉(zhuǎn)換器24-25
• 3.2 探測光的相位差25-29
• 3.2.1 相位差與脈沖寬度的關(guān)系26-27
• 3.2.2 相位差與最大模式增益關(guān)系27
• 3.2.3 相位差與有源區(qū)長度的關(guān)系27-28
• 3.2.4 相位差與輸入泵浦光功率的關(guān)系28-29
• 3.3 啁啾29-33
• 3.3.1 啁啾與損耗系數(shù)的關(guān)系30
• 3.3.2 啁啾與線寬增強(qiáng)因子的關(guān)系30-31
• 3.3.3 啁啾與最大模式增益的關(guān)系31
• 3.3.4 啁啾與輸入泵浦光功率的關(guān)系31-32
• 3.3.5 啁啾與輸入脈沖寬度的關(guān)系32-33
• 3.4 小結(jié)33-34
• 第4章 XPM效應(yīng)波長轉(zhuǎn)換器的Q因子特性34-44
• 4.1 XPM效應(yīng)的波長轉(zhuǎn)換器的Q因子34-39
• 4.1.1 Q因子與泵浦光功率的關(guān)系34-36
• 4.1.2 Q因子與脈沖寬度的關(guān)系36-37
• 4.1.3 Q因子與最大模式增益的關(guān)系37-38
• 4.1.4 Q因子與有源區(qū)長度的關(guān)系38-39
• 4.2 XPM效應(yīng)和XGM效應(yīng)的Q因子特性的對比39-42
• 4.2.1 泵浦光功率40
• 4.2.2 最大模式增益40-41
• 4.2.3 脈沖寬度41-42
• 4.2.4 有源區(qū)長度42
• 4.3 總結(jié)42-44
• 第5章 總結(jié)與展望44-46
• 參考文獻(xiàn)46-51
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果51-52
• 致謝52

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張進(jìn)宏,吳重慶;全光波長轉(zhuǎn)換器的研究進(jìn)展[J];通訊世界;2001年04期

2 馬龍,張寶富;光波長轉(zhuǎn)換器及其技術(shù)[J];飛通光電子技術(shù);2001年02期

3 孫杰;淺談波長轉(zhuǎn)換器的最新發(fā)展[J];電信技術(shù);2003年09期

4 曾小飛,張新亮,黃德修;一種新型波長轉(zhuǎn)換器的模塊化設(shè)計[J];光學(xué)與光電技術(shù);2004年05期

5 曾小飛,張新亮,黃德修;數(shù)控波長轉(zhuǎn)換器的模塊化設(shè)計[J];光通信技術(shù);2004年12期

6 李源,鄧沌華;光網(wǎng)絡(luò)中波長轉(zhuǎn)換器的優(yōu)化放置問題求解[J];計算機(jī)工程與應(yīng)用;2005年24期

7 朱竹青;馮少彤;王發(fā)強(qiáng);聶守平;;基于相向工作方式下交叉增益調(diào)制型波長轉(zhuǎn)換器特性的研究[J];光學(xué)技術(shù);2006年05期

8 劉煥淋;張斌;;基于共享有限波長和參量波長轉(zhuǎn)換器的沖突解決方案[J];光電子.激光;2011年03期

9 任雪斌，，楊建良，劉雪峰，黃德修;波長轉(zhuǎn)換器的研究[J];半導(dǎo)體光電;1996年04期

10 張新亮,孫軍強(qiáng),黃德修,易河清;交叉增益型全光波長轉(zhuǎn)換器性能的實(shí)驗研究[J];華中理工大學(xué)學(xué)報;1999年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 董建績;張新亮;黃德修;;基于單端耦合SOA的波長轉(zhuǎn)換器的理論分析[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)大會論文集[C];2004年

2 孫軍強(qiáng);劉威;劉德明;黃德修;;基于LiNbO_3光波導(dǎo)的級聯(lián)二階非線性的全光多波長轉(zhuǎn)換器[A];大珩先生九十華誕文集暨中國光學(xué)學(xué)會2004年學(xué)術(shù)大會論文集[C];2004年

3 何春志;李興明;;WDM光網(wǎng)絡(luò)中一種有效利用波長轉(zhuǎn)換器的動態(tài)RWA算法[A];2008年中國西部青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 ;SCNB80×40GDWDM拓寬信息高速路[N];人民郵電;2006年

2 貝文;SAN:城域DWDM傳輸網(wǎng)新業(yè)務(wù)[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2004年

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1 李培麗;基于SFRL的FWM型可調(diào)諧全光波長轉(zhuǎn)換器的研究[D];華中科技大學(xué);2005年

2 張民;光分組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];北京郵電大學(xué);2003年

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1 趙云;基于硫系光纖輸出光功率相等全光多路喇曼波長轉(zhuǎn)換器[D];西安郵電大學(xué);2015年

2 崔潔;基于非均勻周期結(jié)構(gòu)PPLN晶體的全光波長轉(zhuǎn)換器的特性研究[D];華北電力大學(xué);2015年

3 李雯;基于QD-SOA-XPM的全光波長轉(zhuǎn)換器的研究[D];曲阜師范大學(xué);2016年

4 趙瑩;增益鉗制波長轉(zhuǎn)換器的研究[D];華中科技大學(xué);2011年

5 徐昊;波長轉(zhuǎn)換器在DWDM光網(wǎng)絡(luò)中最優(yōu)化放置問題的研究[D];華中科技大學(xué);2005年

6 張帆;高速全光波長轉(zhuǎn)換器濾波過程的優(yōu)化[D];華中科技大學(xué);2008年

7 孫慶堯;基于鈮酸鋰的高效偏振無關(guān)性波長轉(zhuǎn)換器研究[D];華中科技大學(xué);2008年

8 曾小飛;基于單端SOA的全光波長轉(zhuǎn)換器的模塊化研究[D];華中科技大學(xué);2005年

9 葉通;WDM光傳送網(wǎng)波長轉(zhuǎn)換器配置和虛拓?fù)湓O(shè)計問題的研究[D];電子科技大學(xué);2001年

10 董建績;基于單端SOA的全光波長轉(zhuǎn)換器的理論和實(shí)驗研究[D];華中科技大學(xué);2005年

本文編號：565622