基于soa交叉增益调制可调谐全光波长转换器的研究

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1、摘要可调谐全光波长转换器是构成智能化光通信网络的关键光电子器件。要最终实现可调谐全光波长转换器在光网络中的应用，进行可调谐全光波长转换器的模块化研究，实现对波长转换器的波长调谐的监测和控制具有重要的意义。本文在国家高技术研究发展计划（863-2002AA312160）和武汉市青年晨光计划(2003500201602)的资助下，完成了基于单端半导体光放大器（SOA）的可调谐全光波长转换器模块化设计和制作，主要研究内容和成果包括以下几个方面：(1)综述了可调谐全光波长转换器的实现方案，重点分析了基于SOA交叉增益调制的可调谐全光波长转换器的工

2、作机理，提出了基于单端SOA的可调谐全光波长转换器模块化设计的总体方案。(2)详细介绍了超结构光栅分布布拉格激光器的构成，研究了其波长调谐原理，并对其波长调谐过程进行了数值模拟。(3)在比较各种电路特性的基础上，设计并制作了SOA的精密温控、恒流驱动电路和可调谐激光器的外围电路，制作的电路表现出很好的稳定性和可靠性。(4)在Matlab编程环境下完成了可调谐激光器控制软件的设计，通过串口实现了PC机对可调谐激光器工作参数的监测和控制。软件有着良好的用户界面，运行稳定，通信正常。(5)对制作出的可调谐波长转换模块进行了性能测试。在10Gb/

3、s可调谐波长转换实验中，转换输出在1528－1563nm范围内可调，在适当条件下，可使在整个调谐范围内输出消光比大于10dB，转换效率大于0dB。关键词：交叉增益调制可调谐全光波长转换SOA超结构光栅布拉格激光器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