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《新型光纖半導體復合腔可調諧激光器的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得北京交通大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學位論文作者簽名：汞嶗簽字日期：)。。爹年f月紗日55致謝本論文的工作是在我的導師陳根祥教授的悉心指導下完成的，陳根祥教授嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和科學的工作方法給了我極大的幫助和影響。在此衷心感謝兩年來陳根祥老師對我的關心和指導。陳老師在百忙中仍然抽出很多時間對我的
2、科研工作和論文做出指導，并提出了許多的寶貴意見，在此表示衷心的感謝。同時在生活上也給予了我很大的關心和幫助，再次向陳根祥老師表示衷心的謝意。在實驗室工作及撰寫論文期間，路慧敏、夏濤等同學對我論文中的研究工作給予了熱情幫助，在此向他們表達我的感激之情。另外也感謝家人和朋友，他們的理解和支持使我能夠在學校專心完成我的學lk。1引言二十世紀六十年代末低損耗玻璃光纖【1】和激光技術的誕生12】【31，標志著人類光纖通訊時代的到來。由于光纖通信系統(tǒng)所擁有的巨大帶寬優(yōu)勢，對相關光電子器件技術的研究受到了高度重視，并得到了迅速的發(fā)展【4】。光纖通信中的關鍵器件包括光源、光纖、光
3、接收器，光電檢測器等。自然界中的光源很多，如太陽光，火光，燈光等等。但這些光源的頻率和相位都是雜亂的，互不相關的，不能作為光通信系統(tǒng)使用的光源。只有方向一致，單色性好的相干光源，也就是激光，才適合光通信系統(tǒng)使用。早在上世紀50年代人類就開始研究激光器，目前光纖通信系統(tǒng)主要使用半導體激光器作為光源。半導體激光器是以直接帶隙半導體材料構成的PN結為工作物質的一種小型化激光器。目前，半導體激光器技術已經非常成熟，它有轉換效率高，覆蓋波段范圍廣，使用壽命長，可直接調制以及體積小，重量輕，成本低廉等優(yōu)點151。半導體激光器主要用作光通信系統(tǒng)，激光打印機和條型碼掃描器和cD唱
4、機等設施中的光源。1．1光纖通信技術的發(fā)展二十世紀九十年代，EDFA的應用引發(fā)了光纖通信發(fā)展史上的一場革命，使得WDM光纖通信系統(tǒng)成為現(xiàn)實。采用波分復用(WDM)技術，可以使系統(tǒng)擴容成本大幅度降低。我國首先在長途干線上裝用了摻餌光纖放大器(EDFA)+DWDM系統(tǒng)，以延長傳輸距離和擴大傳輸容量，得到了很好的效果。短短幾年，DWDM技術從數(shù)Gb／s發(fā)展到Tb／S甚至更高。我國的研究機構多年來一直緊跟DwDM系統(tǒng)的發(fā)展，在DWDM技術的研究和實驗領域取得了很大的進展，大大縮短了與國際先進水平的距離。通過采用在一根光纖上同時傳輸多個十分鄰近波長通道的WDM技術可以使光纖
5、的傳輸容量得到數(shù)十甚至上百倍的增長。增加光纖中的波長通道數(shù)目與單一波長通道傳輸速率的增加并不對立，也不會造成系統(tǒng)復雜性的成倍增加，僅通過更換發(fā)送和接收端的終端設備即可實現(xiàn)系統(tǒng)容量的大幅度提升。在長距離光纖傳輸過程中各波長通道間的非線性相互作用不容忽視，但這種影響只在光纖的零色散波長附近才較為顯著，可以通過引入適當?shù)纳⒘考右钥朔?，色散所引起的信號彌散則采用各種色散管理技術加以消除。從20世紀90年代中期至今，對與WDM有關的各種器件和技術的研究與開發(fā)一直是光纖通信技術發(fā)展的最主要方向之一。為拓展WDM系統(tǒng)的工作波長范圍，充分發(fā)掘光纖所有低損耗窗口上的通信潛力，有關
6、短波波段(s波段)(1470'--1530nm)、長波波段(L波段)0570---1610nm)和1300nm波段的摻雜光纖放大器、光纖Raman放大器、符合ITU．T波長建議的單頻單偏振寬帶可調諧激光器技術、各種波長復用／解復用技術、波長轉換和上下話路技術等適應DWDM技術發(fā)展需要的器件與技術是目前光纖通信技術領域的重點研究方向。波分復用(WDM)技術利用了一根光纖可以同時傳輸多個不同波長的光載波的特點，把光纖可能應用的波長范圍劃分成若干個波段，每個波段用作一個獨立的通道傳輸一種預定波長的光信號。其實質是在光纖上進行頻分復用f6l。每個波長相互間有一定的間隔(1
7、Tu—T建議波長間隔有3．2nm、1．6nm、0．8nm等，這樣不同波長的光信號便可避免引起路際干擾)，通信系統(tǒng)的設計不同，每個波長之間的間隔寬度也有差別。在發(fā)送端，合波器把不同波長合在一起，送入一根光纖進行傳輸；在接收端，再用分波器將這些不同波長承載不同信號的光載波分開的復用方式，實現(xiàn)高速率、大容量的有效傳輸。只要合波器和分波器的性能設計得當，不同波長的光信號便可不受干擾的傳輸，從而實現(xiàn)一根光纖可傳多路光信號的目的171。從簡單的意義來說，WDM就是使用光器件和設備代替電設備，實現(xiàn)高速率、大容量信號的有效傳輸。為了增加傳輸信道，各路波長之間的間隔非常小，密集WD
8、M(DWD
