基于soa交叉增益調(diào)制可調(diào)諧全光波長轉換器的研究

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1、摘要可調(diào)諧全光波長轉換器是構成智能化光通信網(wǎng)絡的關鍵光電子器件。要最終實現(xiàn)可調(diào)諧全光波長轉換器在光網(wǎng)絡中的應用，進行可調(diào)諧全光波長轉換器的模塊化研究，實現(xiàn)對波長轉換器的波長調(diào)諧的監(jiān)測和控制具有重要的意義。本文在國家高技術研究發(fā)展計劃（863-2002AA312160）和武漢市青年晨光計劃(2003500201602)的資助下，完成了基于單端半導體光放大器（SOA）的可調(diào)諧全光波長轉換器模塊化設計和制作，主要研究內(nèi)容和成果包括以下幾個方面：(1)綜述了可調(diào)諧全光波長轉換器的實現(xiàn)方案，重點分析了基于SOA交叉增益調(diào)制的可調(diào)諧全光波長轉換器的工

2、作機理，提出了基于單端SOA的可調(diào)諧全光波長轉換器模塊化設計的總體方案。(2)詳細介紹了超結構光柵分布布拉格激光器的構成，研究了其波長調(diào)諧原理，并對其波長調(diào)諧過程進行了數(shù)值模擬。(3)在比較各種電路特性的基礎上，設計并制作了SOA的精密溫控、恒流驅(qū)動電路和可調(diào)諧激光器的外圍電路，制作的電路表現(xiàn)出很好的穩(wěn)定性和可靠性。(4)在Matlab編程環(huán)境下完成了可調(diào)諧激光器控制軟件的設計，通過串口實現(xiàn)了PC機對可調(diào)諧激光器工作參數(shù)的監(jiān)測和控制。軟件有著良好的用戶界面，運行穩(wěn)定，通信正常。(5)對制作出的可調(diào)諧波長轉換模塊進行了性能測試。在10Gb/

3、s可調(diào)諧波長轉換實驗中，轉換輸出在1528－1563nm范圍內(nèi)可調(diào)，在適當條件下，可使在整個調(diào)諧范圍內(nèi)輸出消光比大于10dB，轉換效率大于0dB。關鍵詞：交叉增益調(diào)制可調(diào)諧全光波長轉換SOA超結構光柵布拉格激光器IAbstractTunableAll-OpticalWavelengthConverteristhekeyelementinnextgenerationintelligentall-opticalnetworks.High-precision,ultra-stable,high-integratedandeaseforwavel

4、engthtuningandtheirmodularizationdesignareveryimportanttotheirapplicationsinthefuture.FinancedbyNational863projectandWuhanYouthChengguangProject,anAWOCmodulewithexcellentperformanceisillustratedindetailfromthehardwaredesigntothesoftwaredesigninthisthesis.Themainworkofthis

5、projectislistedasfollows:(1)SeveraloperationmechanismsofdifferenttunableAll-OpticalWavelengthConvertersarecomparedanddiscussed.ThemechanismoftunablewavelengthconversionbasedonCross-Gainmodulation(XGM)inSemiconductorOpticalAmplifier(SOA)isdiscussedindetail.Thedesignschemeo

6、fthewholemodulebasedonthesingle-portXGM-SOAispresented.(2)ThestructureofthesuperstructuregratingdistributedBraggreflectorlaserisanalysedindetail.Theprincipleofthewavelengthconversionisinvestigatedandnumeroussimulated.(3)Aftercomparingthecharacteristicsofseveralkindsofcirc

7、uits,thecircuitsincludingtheexacttemperaturecontrolcircuit,constantcurrentdrivingcircuitandthetunablelasercontrolcircuitaredesignedandfabricated.Thetestshowsthatthesecircuitsarestableandreliable.(4)ThetunablelasercontrolsoftwareiscompletedwiththeMatlab.Throughtheserialpor

8、tcommunicationwiththecomputer,operationparametersofthemodulecouldbemonitoriedandcontrolled.Theso