全光触发器及其应用的研究

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1、学位论文版权使用授权书硼IIIIIIlltllltl／ltlllllllltl／1tlllllllUlY1781本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：敞签字日期：年月同⋯之．芎，吨五导师签名：乡)U崩签字日期：年月日中图分类号：TN929UDC：学校代码：1

2、0004密级：公开北京交通大学博士学位论文全光触发器及其应用的研究InvestigationofAll—·OpticalFlip·-FlopandItsApplication作者姓名：赵爽导师姓名：吴重庆学位类别：工学学科专业：光学工程学号：07118355职称：教授学位级别：博士研究方向：光纤通信北京交通大学2010年6月致谢首先，衷心的感谢我的导师吴重庆教授在科研学术方面对我的悉心指导。攻读硕士、博士的五年问，吴老师认真的治学态度、严谨的科研作风、独到的学术观点、敏锐的思维方式给我留下了深刻的印象，并时刻伴随着我的成长。五年来，

3、吴老师传授给我们的不仅仅是专业学科知识，更多的是独立科研的能力、处理问题的方法及做人的道理，而这些都是我今后人生之路的珍宝。五年的科研道路遇到很多不顺心的事情，吴老师和师母李老师总是语重心长地开导我，帮助我克服困难，我深受感动，再次衷心谢谢两位长者对我的关心和帮助。盛新志教授、王智教授、王健副教授、刘岚岚副教授、李政勇老师及北京邮电大学的王拥军老师对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，王亚平、杨双收、余贶碌、高凯强、冯震、毛雅亚、孙振超等同学对我论文中的研究工作给予了热情帮助。

4、在此向他们表达我的感激之情。五年来，同学们心无芥蒂的探讨学术、相互帮助、相互支持，携手面对困难，大家一起营造了一个和谐温暖的实验室环境，这是我得以快速成长的契机，我的成长和进步与实验室同学们的帮助是密不可分的。最后要感谢我的家人。感谢我的父母，他们时时刻刻挂念着我的学习和生活，无私的给与我他们所拥有的一切，在人生道路上，我取得的每一点进步都与他们息息相关。感谢我的姐姐、姐夫，他们在我最困难的时候给我帮助和关怀，感谢他们对我的理解和支持。还要感谢我的爱人李鑫，在北京生活的五年间，他时时刻刻与我相伴，与我一起分享成功的喜悦，陪伴我经历失

5、败的痛苦，并鼓励我继续前行。家人们的理解和支持使我能够在学校专心完成我的学业'中文摘要摘要：全光触发器是数字光信号处理的基础技术之一，也是全光分组交换网的关键技术之一。本文对基于法布里．珀罗激光器、耦合环形激光器以及耦合偏振光开关等三种结构的全光触发器进行了深入的理论分析和实验研究，优化光触发器的分析方法，并研究了翻转时间、触发时间、触发光功率等一系列触发器的关键问题。据我们所知，本文首次对另一项全光信号处理技术——同步脉冲展宽技术进行了研究，提出利用光触发器和可调光延迟线实现可调脉宽的同步展宽方案。这些工作对于推进全光信号处理技术

6、以及全光分组交换、全光路由、全光计算等领域的发展，都有重要的意义。本文取得的研究成果包括以下内容：1．提出了一种利用单个法布里．珀罗(FP)激光器实现全光触发器的结构。该结构使用两个波长不同的布拉格光纤光栅对FP的输出光进行反馈，使多纵模的F．P激光器只剩下两个竞争波长，从而实现了双波长稳态的光触发器；并利用自制的可调的温度稳定模块，实现了波长的稳定，波长漂移小于0．01nm。实验结果证实了该光触发器的技术可行性。这种方案具有结构简单、低成本、易集成等特点。2．针对基于两个互耦合的环形腔激光器所构成的全光触发器，首次应用解非线性方程

7、的图解法来分析基于半导体光放大器(SOA)的光纤环形激光器(S-FRL)的振荡过程，从而确定了这种触发器的翻转时间。提出一种利用改变光纤环反馈系数来调节翻转时间的方法和一种增加外部注入光功率加速抑制激光过程的方法。3．通过图解法分析了耦合系数对于双环耦合双稳态触发器的影响，提出了一种通过合理配置耦合系数来优化该触发器的方法：耦合系数较小的端口应该用于构成环形谐振腔，耦合系数较大的端口应该用于抑制另外的激光器产生激光。通过实验证实了该方法的有效性。4．首次将邦加球分析法用于研究半导体光放大器(SOA)中的非线性偏振旋转(NPR)效应。

8、提出了一个描述输出偏振念沿邦加球纬线旋转的方位角与SOA工作参数的简明表达式，指出SOA增益的相对变化量和线宽增强因子的偏振相关性是影响NPR的两个主要因素，简化了NPR的分析过程。分析了耦合偏振开关光触发器的触发特性和输出光信号的上