论文部分内容阅读
随着移动互联网、云计算、物联网、大数据等新技术的不断发展,通信容量需求以超摩尔定律的规律快速增长。相位调制格式信号凭借高频谱效率、高非线性容限、高接收机灵敏度等优势广泛应用于高速光通信网,但同时也给未来全光网络的信号处理技术带来新的挑战。本论文在国家自然基金项目"面向40Gb/s以上新型编码格式的全光缓存、慢光与净负荷提取研究"的资助下,针对相位调制格式信号的全光码型转换和波长变换开展深入的研究,研究成果对未来光通信网络的信号处理技术提升具有重要的意义和应用价值。本论文的主要创新性工作如下:1、导出差分相移键控(DPSK)信号在半导体光放大器(SOA)中的传输方程,对DPSK信号在SOA中的传输特性进行了数值模拟分析和实验,明确了码型效应的主要影响因素。研究结果表明,当信号码元周期与SOA增益恢复时间可比拟时码型效应较强,而当信号码元周期远大于或远小于SOA增益恢复时间时码型效应较弱。2、提出一种基于太赫兹非对称解复用器(TOAD)的非归零差分相移键控(NRZ-DPSK)到归零差分相移键控(RZ-DPSK)信号的全光码型转换器,实现了 10 Gb/s的NRZ-DPSK到RZ-DPSK信号的码型转换。输出信号占空比从16%到66%连续可调,消光比大于8 dB,并且该转换器可对1520～1570 nm达50 nm波长范围的信号进行转换。3、提出一种基于半导体光放大器非线性偏振旋转效应(SOA-NPR)的DPSK信号的全光码型转换器,实现了 10 Gb/s的NRZ-DPSK到RZ-DPSK信号的转换。转换器输出信号占空比从33%到66%连续可调,消光比大于10dB,功率代价低于-0.4 dB。与TOAD型转换器相比,提出的全光码型转换器输出信号消光比更高。4、提出一种基于级联延迟干涉仪(DI)与SOA的DPSK信号的全光波长变换器,实现了 10 Gb/s的DPSK信号的全光波长变换。变换器偏振不敏感,变换输出信号功率均衡,对控制光功率要求适中(3 dBm),输出信号的Q值大于9,功率代价低于1.4 dB,可变换波长范围从1540 nm到1570 nm达30 nm。所提出的转换器结构简单,成本低,易集成,实用化前景好。5、提出一种基于级联DI与SOA的DPSK信号的单波长到多波长的"组播"式全光波长变换器,进行了"组播"式全光波长变换探索,实现了 10Gb/s的DPSK信号的单波长到双波长的"组播"式波长转换。两路输出信号的Q值分别为9.3和9.1,功率代价分别仅为1.5 dB与1.7 dB。