微波光子中三角形光脈沖發(fā)生與應(yīng)用的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代光通信的迅猛發(fā)展，微波光子學(xué)融合了微波技術(shù)和光子學(xué)技術(shù)的特點(diǎn)，在通信、軍事國(guó)防、遠(yuǎn)程寬帶領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)代全光通信網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，使得特殊波形光脈沖的研究成為熱點(diǎn)?；谖⒉ü庾訉W(xué)的三角形光脈沖發(fā)生器及其應(yīng)用的研究具有重要意義。本文結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目對(duì)三角形光脈沖的發(fā)生方法優(yōu)化及其實(shí)際應(yīng)用，進(jìn)行了理論研究和仿真實(shí)現(xiàn)。研究的主要工作如下:
　　(1)介紹了利用電光調(diào)制原理以及非線性作用脈沖整形原理生成三角形光脈沖的

2、方法，重點(diǎn)分析了利用光纖色散衰減效應(yīng)整形和MZM的光載波抑制調(diào)制生成三角形光脈沖的理論推導(dǎo)和實(shí)現(xiàn)方案。根據(jù)經(jīng)過(guò)色散效應(yīng)整形后的輸出光譜表達(dá)式中各諧波比值和調(diào)制系數(shù)的關(guān)系，可以得出，調(diào)制器調(diào)制指數(shù)m=2.305時(shí)的輸出光譜表達(dá)式能夠有效逼近理想三角形光脈沖的傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)式，因此可以得到較為理想的三角形光脈沖波形，并且通過(guò)軟件仿真驗(yàn)證了這種利用馬赫增德?tīng)栒{(diào)制器(MZM)的載波抑制調(diào)制與色散光纖色散效應(yīng)生成三角形光脈沖的方法的可行性。

3、>　　(2)設(shè)計(jì)了一種基于雙平行MZM和光纖光柵生成四倍頻三角形光脈沖的方案，并對(duì)其進(jìn)行理論分析。該方案采用雙平行MZM進(jìn)行載波抑制調(diào)制，采用啁啾布拉格光纖光柵(CFBG)提供色散整形，通過(guò)合理設(shè)置調(diào)制器的偏置電壓以及選取光纖光柵的各項(xiàng)參數(shù)，獲得了四倍于本振射頻信號(hào)頻率的三角形光脈沖。該方案中采用光纖光柵代替普通色散光纖，具有較好的波長(zhǎng)選擇性、較低的插入損耗、集成性高等優(yōu)點(diǎn)。綜合考慮光纖光柵的長(zhǎng)度、調(diào)制深度、切趾函數(shù)等因素對(duì)三角形光脈沖

4、的影響，仿真生成了較為理想的三角形光脈沖。
　　(3)設(shè)計(jì)了一種利用高非線性光纖(HNLF)的自相位調(diào)制效應(yīng)(SPM)實(shí)現(xiàn)特殊光脈沖波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的方案。實(shí)現(xiàn)了高斯脈沖和三角形光脈沖的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，并對(duì)在自相位調(diào)制效應(yīng)下，高斯脈沖和三角形光脈沖的輸入功率對(duì)中心波長(zhǎng)頻移大小的影響分別進(jìn)行了分析，得出了不同輸入功率下，兩種光脈沖在非線性光纖中頻移大小的光譜圖。最后比較分析了高斯脈沖和三角形光脈沖的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換性能、頻移距離、轉(zhuǎn)換效率等特性，表明了三