基于非线性光纤四波混频的全光波长转换

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1、摘要全光波长转换技术由于其重要的应用价值而受到广泛关注，成为光通信领域研究领域的热点。在众多实现全光波长转换器的方案中，基于光纤四波混频（FWM:FourWaveMixing）的波长转换技术以其优异的性能和良好的发展潜力，成为一种理想的波长转换方案。随着四波混频的理论研究、实验技术不断的深入和完善，基于光纤FWM的波长转换器将会在未来光纤通信等系统中发挥重要作用。本文围绕基于光纤FWM的全光波长转换器的设计展开了理论与实验研究，具体研究成果和内容如下：（1）我们进行了单波泵浦可调谐波长转换器的优化设计。我们通过对相位

2、匹配条件和波长转换公式的分析并通过调整各项外生和内生参数（例如信号波长，泵浦功率以及光纤本身的参数等），提高全光波长转换器的性能（包括提高波长转换效率和四波混频发生的可调谐频带宽，减小增益起伏）。我们同时构建了基于单波泵浦的实验系统，并得到相应的实验结果。（2）研究了光纤中受激布里渊散射(SBS:StimulatedBrillouinScattering)产生的原因，比较几种抑制SBS的方法，在实验中我们利用泵浦源啁啾方法大大改善了波长转换效率。本课题希望能够对全光波长转换技术发展以及其在全光网络中的应用做出贡献。关

3、键词：全光波长变换;四波混频;非线性光纤;优化设计;受激布里渊散射IAbstractTheall-opticalwavelengthconverter(AOWC)haswonworldwideattentionduetoitswideapplications.AmongmanyschemestoimplementtheAOWC,Four-waveMixing(FWM)basedonnonlinearopticalfiberhasshownitsexcellentqualityandgreatpotentialappl

4、ication,soitbecomesanidealselectionforAOWC.Withtheprogressofresearchandexperimentaltechnology,OpticalConverterbasedonFour-waveMixing(FWM)innonlinearopticalfiberwillplayveryimportantroleinfutureopticalcommunicationsystems.Wedidboththeoreticalandexperimentalresea

5、rchonAOWCdesignbasedonFWMinnonlinearfiber,andseveralproductionshavebeencarriedoutinthedissertation:(1)Theoptimizationdesignoftunablewavelengthconverterbasedononepumpexperimentalschemehasbeendone.Throughanalysisforphasematchingconditionandformulaofwavelengthconv

6、ersiongain,bychangingendogenousandexogenousparameters(suchassignalwavelength,pumppowerandfibercharacteristics),wecanimprovethequalityofAOWC(increasethewavelengthconversionefficiencyandthetunableconversionband,decreasethedepthofhollow).Besides,weoffertheexperime

7、ntalresultforone-pumpscheme.(2)WediscusstheoriginofStimulatedBrillouinScatteringeffectinfibers.WealsomakethecomparisonofdifferentschemesforthesuppressionofSBS.Wewillputouremphasison“Chirp”Method,whichsignificantlyincreasestheconversionefficiencyinourexperiment.

8、WewishtomakecontributionsfortheAOWCtechnologydevelopmentsanditsapplicationinall-opticalnetwork.KeyWords:All-OpticalWavelengthConversion;Four-WaveMixing(FWM);NonlinearFiber;O