【摘要】：復(fù)用技術(shù)是提高光纖通信系統(tǒng)容量的有效方法,如波分復(fù)用、時(shí)分復(fù)用、偏振復(fù)用等。近年來(lái),利用光纖或波導(dǎo)中不同模式攜帶不同信息的模分復(fù)用技術(shù)作為一種新興的復(fù)用技術(shù)得到了人們的廣泛關(guān)注。本文針對(duì)模分復(fù)用信號(hào),面向未來(lái)的全光通信網(wǎng)絡(luò),提出了一種基于四波混頻效應(yīng)的全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方案。在雙模光纖中使用兩種模式(LP01和LP11)的泵浦光,實(shí)現(xiàn)雙模信號(hào)光兩個(gè)模式的同時(shí)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。文章首先從理論上分析了雙模泵浦光和雙模信號(hào)光之間的四波混頻效應(yīng),建立了其理論模型。在此基礎(chǔ)上,為了使兩種模式獲得相近的轉(zhuǎn)換效率,本文對(duì)多模光纖的結(jié)構(gòu)以及折射率分布參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,使在其中傳播的兩種模式色散特性接近,從而獲得相近的相位匹配條件。采用優(yōu)化結(jié)構(gòu)的光纖作為介質(zhì),本文通過(guò)數(shù)值仿真論證了該多模信號(hào)全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方案的可行性。通過(guò)對(duì)泵浦光波長(zhǎng)以及功率的調(diào)整,雙模式信號(hào)光的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換帶寬可達(dá)69.3nm,轉(zhuǎn)換效率為-4.7dB,模間信噪比大于15dB。這一工作為模分復(fù)用光通信系統(tǒng)的全光信號(hào)處理提供了有益的參考。
【圖文】：

在多模信號(hào)傳輸方面，遁過(guò)使用相移片將基模轉(zhuǎn)化為高階模式，借助多輸入逡逑多輸出（ＭＩＭＯ）系統(tǒng)可將邋６邋個(gè)模式（ＬＰｏｉｘ、ＬＰｏｉｙ、ＬＰｌｌａｘ、ＬＰｌｌａｙ、ＬＰｌｌｂｘ、ＬＰｌｌｂｙ）逡逑輸入＃模光纖，如圖１．１所示。Ｒｏｌａｎｄ邋Ｒｙｆ等人采用此ＭＩＭＯ技術(shù)Ｗ及如圖１．２逡逑所示結(jié)構(gòu)成功實(shí)現(xiàn)了邋６個(gè)模式攜帶４０Ｇｂ／ｓＱＰＳＫ信號(hào)在少模光纖中傳輸％ｋｍＰｓｉ。逡逑ＳＭＦ逡逑ｐｏｒｔ邋０逡逑＂１邋Ｂｅａｍ逡逑Ｓｐｌｉｔｔｅｒｓ逡逑ＳＭＦ邐方逡逑ｐｏｒｔ邋１邐Ｈ邋山／／逡逑＼邋Ｌｅｎｓｅｓ逡逑ＳＭＦ邋Ｉ邋ｍｉｒｒｏｒ逡逑ｐｏｒｔ邋２邋Ｔ逡逑圖１．１六模式少模光纖輔合器裝置圍ＰＳＩ逡逑５３邋ｎｓ邋Ｐｏｒｔ邋０：邋ＬＰ0，邋ｍｏｄｅ逡逑１２邋ｎｓ邐ＣＣＤ邋Ｐｏｒｔ邋ｌ：ＬＰ｜，ａｍｏｄｅ逡逑Ｐｏｒｔ邋２：邋ＬＰ，，邋Ｉ邋ｈ邋ｍｏｄｅ逡逑Ｉ邋＾邋Ｉ邐Ｌ＿邋＞ｍｕｘ邋ｍｍｕｘ？；逡逑［Ｖ邐１／邋ＮｄＯＯ＿［２邐邋％邋ｋｍ邋邐ｉｈ逡逑ＱＦ＾ｋＩ邐

在多模式的全光信號(hào)處理方面，ＹｕｎｈｏｎｇＤｉｎｇ等人設(shè)計(jì)寬７５０ｎｍ，高２５０ｎｍ逡逑的矩形波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了模式選擇性波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，化就是不同的通道對(duì)不同的模式逡逑進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換Ｗ１。實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)如圖１．５。圖１．６為各輸出端的頻譜圖。可Ｗ看到，逡逑選擇不同的輸出端口，不同的輸入端口可Ｗ得到不同的頻譜輸出。該實(shí)驗(yàn)提供了逡逑一種＃模式的全光信號(hào)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方法，然而這種方法是對(duì)模式選擇性的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，逡逑沒(méi)有實(shí)現(xiàn)多模信道的同時(shí)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，在信號(hào)處理方面的功能有局限性。逡逑８逡逑
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.1

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