基于受激布里淵效應(yīng)光速可控特性的理論研究.pdf

1、光交換/光路由是全光網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵光節(jié)點(diǎn)技術(shù)，它主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)光節(jié)點(diǎn)處的任意光纖端口之間光信號(hào)的切換和選路，其中所完成的關(guān)鍵任務(wù)就是波長(zhǎng)變換。在這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，其本質(zhì)上是對(duì)光的波長(zhǎng)進(jìn)行操作，因此光交換/光路由也稱之為波長(zhǎng)交換/波長(zhǎng)路由。全光網(wǎng)絡(luò)中的許多優(yōu)點(diǎn)如帶寬優(yōu)勢(shì)、透明傳輸、較低的接口成本等都是通過(guò)該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，更重要的是，由于光交換／光路由能夠很好的保持信號(hào)的光頻域特性，從而突破了電子網(wǎng)絡(luò)一直以來(lái)速率瓶頸的限制。然而，在缺少光學(xué)緩

2、存處理的光交換技術(shù)中，當(dāng)大量數(shù)據(jù)包同時(shí)被路由時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)包出現(xiàn)一定比例的錯(cuò)誤路由或丟失，從而使得路由器的響應(yīng)時(shí)間增大，信息的誤碼率上升。因此，人們迫切希望能夠通過(guò)控制光脈沖的傳播速度來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的緩存。本文主要研究基于光纖受激布里淵散射（SBS）的可控時(shí)延慢光，具體研究工作如下：
　　首先，論文解釋了光纖受激布里淵散射的物理機(jī)理，并且詳細(xì)闡述了受激布里淵散射過(guò)程中的兩個(gè)主要特征對(duì)象，包括閾值和增益譜。通過(guò)Kramers-Kron

3、ig色散關(guān)系，分析了受激布里淵散射效應(yīng)在增益譜附近對(duì)群折射率的影響。此外，在對(duì)耦合模方程解析求解的研究中，論文考慮了信號(hào)光與泵浦光之間的非線性相位調(diào)制影響，以及考慮了由受激布里淵散射誘導(dǎo)的三階色散系數(shù)對(duì)信號(hào)脈沖時(shí)延的影響。修改了信號(hào)脈沖在光纖中傳輸?shù)臅r(shí)延表達(dá)式。
　　其次，通過(guò)對(duì)比分析幾種常見(jiàn)的耦合模方程數(shù)值求解方法，在本文中引入一種改進(jìn)的算法來(lái)對(duì)雙向耦合模方程進(jìn)行數(shù)值求解。利用這種算法，論文研究了信號(hào)脈沖的時(shí)延特性。研究結(jié)果表明

4、，在信號(hào)光達(dá)到增益飽和之前，時(shí)延線性增加，其結(jié)果與理論值能夠很好的吻合；在信號(hào)光達(dá)到增益飽和后，其結(jié)果與理論值相偏離，時(shí)延逐漸減小。此外，論文中推導(dǎo)了信號(hào)脈沖的展寬因子，分析了在不同輸入信號(hào)脈沖寬度時(shí)的展寬現(xiàn)象，以及給出了高效地通過(guò)增加布里淵增益譜帶寬的方法來(lái)降低展寬因子時(shí)的建議。
　　最后，基于布里淵增益頻譜的可重構(gòu)特性，論文構(gòu)造了一種將兩個(gè)布里淵本征衰減譜疊加在本征增益譜兩翼的頻譜模型，通過(guò)這種基于重構(gòu)的布里淵增益頻譜，論文分