基于四波混频的多功能全光信号性能监测与处理器件研究

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1、分类号学号M201072825学校代码10487密级硕士学位论文基于四波混频的多功能全光信号性能监测与处理器件研究学位申请人：孙思民学科专业：光电信息工程指导教师：崔晟副教授答辩日期：2013.1.19ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonFour-WaveMixingBasedSimultaneousDeviceforAll-OpticalSignalPerformanceMonitorin

2、gandProcessingCandidate:SunSiminMajor:Opto-electronicInformationEngineeringSupervisor:Asso.Prof.CuiShengHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2013独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集

3、体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随

4、着人们对信息传输带宽和网络灵活性要求的提高，光纤通信系统正朝着超高速，大容量和动态可重构方向发展。然而随着传输速率的提高，系统对信号损伤的容限不断降低，此外信号损伤还会随光路重构等因素而发生改变，因此如何对光信号质量进行在线监测是下一代光网络的关键技术之一。全光信号性能监测无需高速的光电器件，具有结构简单和成本低的优点，同时还能实现诸如波长转换和信号再生的功能，这对于提高网络灵活性和消除信号损伤都有重要的意义。本论文提出了一种新型基于光纤四波混频（FourWaveMixing,FWM）的全光信号性能监测和信号处理集成器件，并围绕其优化展开了深入研究。首先，

5、建立了器件的理论模型，介绍了器件的工作原理，研究了器件监测灵敏度与功率传递函数及FWM相位匹配条件的关系。接着利用VPI仿真软件验证了该方法能够对普通调制和高级调制格式信号进行有效的色散监测，监测灵敏度相比以往方法有了显著的提高。进而提出了一系列的优化设计方法，通过采用可调谐探测光源保证相位匹配条件使得器件的监测带宽扩展覆盖C+L波段；采用非相位匹配区使得输入光功率下降3dB；利用监测曲线极值点或对称性扩大了监测范围，排除了光信噪比（OpticalSignaltoNoiseRatio,OSNR）和偏振模色散的影响。其次，研究了带内OSNR的监测方法，实现了

6、对普通和高级调制格式OSNR的监测，并对器件的监测带宽和输入光功率进行了优化。最后，基于FWM产生的闲频光在器件内实现消光比增强的可调谐波长转换，其波长转换范围内消光比增强效果和监测灵敏度均优于以往器件。关键词：全光器件性能监测色散光信噪比四波混频功率传递函数波长转换再生I华中科技大学硕士学位论文AbstractPromotedbythedemandofdatatransmissionbandwidthandnetworkflexibility,theopticalfibercommunicationsystemsarerapidlyevolvingtow

7、ardthedirectionofultra-high-speed,ultra-large-capacity,anddynamicallyreconfigurability.Howeverthedistortiontolerancelimitofsuchsystemsisreducedsharplyduetotheincreasedbitrateandchannelnumber.Thesedistortionsalsochangewithtimeduetoopticalpathreconfigurationorenvironmentalchanges.Th

8、usonlineopticalperformancemonitor