多功能磁控光纖信號(hào)處理器件研究.pdf

1、多功能集成是降低全光信號(hào)處理器件成本的重要手段之一。全光3R再生器就是一個(gè)很好的例子，它將再放大、再整形、再定時(shí)功能集成在一起。利用光纖非線性效應(yīng)不但可以實(shí)現(xiàn)光控光3R信號(hào)處理，還可以利用磁光效應(yīng)對(duì)光纖器件進(jìn)行磁場(chǎng)控制，提高器件性能和控制靈活性。本文主要內(nèi)容及創(chuàng)新如下：
　　1.研究了光纖參量放大器（Fiber Optical Parametric Amplifier,FOPA）的噪聲特性，涉及的噪聲類型包括散粒噪聲、被放大的量子

2、噪聲、泵浦自發(fā)輻射（Amplified Spontaneous Emission, ASE）轉(zhuǎn)移噪聲等，工作頻帶內(nèi)、外的噪聲大小可分別用泵浦光的輸入光信噪比（Optical Signal-to-Noise Ratio of the Pump,OSNRp）和等效的信號(hào)光輸入光信噪比（Optical Signal-to-Noise Ratio of the Signal,OSNRs）來(lái)表示。采用光域方法直接測(cè)量了FOPA的噪聲指數(shù)（Nois

3、e Figure,NF）。研究表明，噪聲指數(shù)隨著相應(yīng)光信噪比的增加而減小，當(dāng)OSNRp和OSNRs分別超過35dB和25dB時(shí)，可獲得的最小噪聲指數(shù)約為4.3dB，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真曲線一致。
　　2.分析了泵浦光帶內(nèi)ASE噪聲對(duì)光纖參量再生器（Fiber Optical Parametric Regenerator,FOPR）性能的影響，當(dāng)泵浦光OSNR?19.6dB時(shí)，光再生性能明顯劣化；當(dāng)泵浦光OSNR?35dB時(shí)，泵浦光帶內(nèi)A

4、SE噪聲的影響可忽略。針對(duì)非對(duì)稱光脈沖劣化情形，提出了光時(shí)鐘偏移泵浦再生方案。實(shí)驗(yàn)表明，對(duì)于Q值為7.13的10Gb/s劣化光信號(hào)，再生后Q值可提升到10.16，光接收機(jī)靈敏度可提升3.1dB。
　　3.通過光纖環(huán)外注入ASE噪聲的方法實(shí)現(xiàn)了光纖參量震蕩器（Fiber Optical Parametric Oscillator,FOPO）的起振，并提取了相位抖動(dòng)值為0.025UI的10GHz光時(shí)鐘信號(hào)。實(shí)驗(yàn)表明，在FOPO光纖環(huán)中

5、增加線起偏器，可使輸出光時(shí)鐘信號(hào)的偏振度由37.94％提升到99.61%。
　　4.理論分析了全光纖Sagnac結(jié)構(gòu)的磁控機(jī)理，并開展了磁光調(diào)制實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，在177Gs磁場(chǎng)作用下，磁光調(diào)制器的調(diào)制度可達(dá)17.05dB，并具有良好的調(diào)制可重復(fù)性。在磁光調(diào)制基礎(chǔ)上，引入泵浦光信號(hào)進(jìn)行了光控光開關(guān)實(shí)驗(yàn)，在入纖峰值功率為28.2dBm的泵浦光信號(hào)控制下，光控光開關(guān)的消光比可達(dá)25.8dB；進(jìn)一步施加磁場(chǎng)，可使光控光開關(guān)的消光比性能提升