基于SOA—XGM的全光波长转换器特性研究及其在混合WDMOTDM光网络结点中的应用

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1、南京师范大学硕士学位论文摘要摘要全光波长转换器是密集波分复用(DWDM)系统中的关键光电子器件，也是混合WDMYOTDM光网络实用化的一个关键部分。基于半导体光放大器非线性效应的波长转换器最具有实用化前景。一直是人们研究的热点。本文对基于半导体光放大器交叉增益调制效应的全光波长转换器进行了系统的理论研究和数值模拟。具体内容如下：第一章分析了WDM和01I)M技术组构混合光网络的必要性，总结了全光波长转换技术在未来全光网络中的作用。结合当前实验进展，详细介绍了各种全光波长转换技术的原理及其在混合WDM／0TDM光网络结点数据格式转换中的应用。第二章分析了法布里一珀罗激光器的工作原理，通过数值求

2、解单模激光器速率方程，研究了法布里一珀罗激光器的静态和动态特性，为基于半导体光放大器的全光波长转换器的理论分析和数值计算作了充分的知识铺垫。第三章全面研究了半导体光放大器用作全光波长转换器的理论基础。详细推导了半导体光放大器中传输方程和速率方程，分析了基于半导体光放大器非线性效应的三种全光波长转换器工作原理。通过对比分析各种全光波长转换器的性能，本文只研究交叉增益调制型全光波长转换器。第四章建立了交叉增益调制型全光波长转换器的分段动态模型，详细推导了端面反射为零和不为零两神情况下交叉增益调制型全光波长转换器的适用方程，研究了波长转换器中啁啾分析方法，为后续章节分析波长转换器转换特性提供了正确

3、的数学工具。第五章利用修正的波长转换器方程，详细分析了相向工作方式下交叉增益调制型全光波长转换器转换后信号光的消光比、啁啾和串扰特性，为波长转换器在光包交换、光路出中的性能优化提供了理论依据。第六章研究了交叉增益调制型全光波长转换器在混合WDM／0TDM光网络结点数据格式转换中的应用。利用简化的波长转换器方程，通过分步傅立叶法分析了两路波分信号的时分复用、时分复用信号在光纤中的传输和时分复用信号的解复用特性，模拟中考虑了色散补偿。第七章从设计方案、制作工艺等方面简单贪绍了交叉增益调制型波长转换器的性能优化。总结全文并指出需要进一步研究的内容。关键词：半导体光放大器交叉增益调制混合WDM／OT

4、DM光网络数据格式转换性能优化分步傅立叶法南京师范大学fⅢ!Ij学位论文摘要AbstractA11．opticalwavelengthconverterswillbecomekeycomponentsinDenseWavelengthDivisionMultiplexing(DWDM)systemsandbekeybuildingblocksforhybridWDM／0TDMoptteatnetworks．Amongalltheoperatingmechanisms．wavelengthconvertersexploitingthestrongnonlinearitiesofsemicond

5、uctoropticalamplifiers(SOA)havebeenstudiedextensivelyinrecentyearssincetheyarepromising．Wefocusonall—opticalwavelengthconverterbasedoncrossgain(XGM)inSOA．Theoreticalresearchandnumericalsimulationhavebeencarrtedoutasthefollowings：Inchapterone．ThenecessityofthecombinationbetweenWDMandOTDMinthefnturea

6、ll—opticalnetworkisanalyzedinwhichtheimportanceandprincipleandapplicationofall—opticalwavelengthconversiontechnologyissummarizedandintroducedindataformatconversionatnodeinthehybridWDM／0TDMopticalnetworksaccordingtothepresentexperiments．Inchaptertwo，TheprincipleofFabery—Perotlaserisanalyzedofwhichth

7、estaticanddynamicperforrnancearestudiedwiththesolutionofsingle—moderateequation，whichbasethetheoreticalanalysisandnunlericalcalculationforall-opticalwavelengthconverterbased011SOAIilchapterthree．Theoreticaj