基于泵浦调制的光速调控研究

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随着互联网科技的发展和日趋成熟,网络已深入到人们工作、生活等各个领域,人们对于互联网的需求也在与日俱增,互联网的业务量正以指数级的速度迅速膨胀。与此同时,三网融合——电信网、广播电视网、互联网的融合也已成为通信网发展的必然趋势,这要求互联网的整体资源能力——传输能力、处理能力和存储能力更加强大,作为传送网核心的光纤通信系统需要有更快的传输速度和更大的传输容量。在现有的光纤通信系统中,存在较多的光-电-光(O/E/O)转换节点,影响了信息传送的速度和容量,与此同时电子交换设备的成本高,投入大。基于光速调控的全光缓存技术能很好的克服光电、电光转换节点的限制,满足互联网发展的需要。因此,研究光纤通信系统中的光速调控有重要的意义。本文主要研究内容如下:  1.连续波泵浦下的的高斯脉冲信号光速调控的研究  ①实验研究了信号光功率对光速调控的影响。研究表明,随着信号光功率的增大,信号光的最大相对延迟量先增大后减小,最优调制频率向高频移动,信号光功率选择在饱和信号光功率附近。  ②实验研究了泵浦功率对光速调控的影响。研究表明,在低泵浦功率情况下,信号光只获得延迟现象,当泵浦功率达到某个阈值时,信号光开始出现超快现象;当泵浦功率低于该阈值时,随着泵浦功率增大,信号光延迟量逐渐减小;当泵浦功率高于阈值时,随泵浦功率增加,信号光超快量逐渐增加,并且存在功率饱和效应,饱和之后超快量开始下降。此外,泵浦功率会影响信号最优调制频率,随泵浦功率增加,最优调制频率向高频移动。  ③实验研究了浓度猝灭效应对信号光相对超快量的影响。研究表明,在高浓度掺铒光纤中,浓度猝灭效应使得信号光和泵浦光通过掺铒光纤时损耗加大,进而影响信号光的快慢光特性。  ④理论模拟了高斯脉冲信号占空比对光速调控的影响。分析表明,随着占空比的增大,调制带宽、差值减小,在实验中选择占空比小的高斯脉冲信号以获得大的调制带宽和差值。  ⑤实验研究了光速调控中,脉冲畸变特性。研究表明,在信号光为延迟的频率响应范围内,出现信号光的展宽和压缩,在信号光为超快的频率响应范围内,出现信号光的展宽。  2.基于泵浦相位调制的光速调控实验研究  ①实验研究了泵浦相位对信号光相对超快量的影响。研究表明,改变泵浦相位,可以改变信号光的相对超快量;泵浦相位为0和360°时,信号光的相对超快量为0;当泵浦相位在0°-180°范围时,信号光超快,随着泵浦相位的增大,信号光的相对超快量增大,在180°附近,相对超快量达到最大值;越过180°出现信号光由超快向延迟的突变;当泵浦相位在180°-360°范围时,信号光延迟,随着泵浦相位的增大,信号光的延迟量减小。  ②实验研究了频率响应范围内,泵浦相位对光速调控的影响。研究表明,不同的泵浦相位下可实现不同的信号光光速频率响应。当泵浦相位为0°时,信号光相对超快量始终为0;当泵浦相位为45°、90°、135°时,信号光为超快,随着泵浦相位的增大,信号光的频率响应曲线上移;当泵浦相位分别为-45°、-90°、-135°时,信号光为延迟,随着泵浦相位绝对值的增大,信号光的频率响应曲线往下移动。  ③实验分析了泵浦相位调制对于提高信号光的相对超快量,拓宽信号光的频率响应范围的作用。研究表明,泵浦相位为45、90°、135°时的频率响应曲线在连续波泵浦的频率响应曲线上方,实现信号光超快;泵浦相位在-180°-0°时,实现信号光大的相对延迟;泵浦相位调制可以提高信号光的相对超快量,拓宽频率响应范围,克服了利用CPO效应响应范围小的缺点。  ④实验研究了泵浦相位调制对高斯脉冲信号光速调控的影响。研究表明,高斯脉冲调制下,改变泵浦相位可以改变信号光的相对超快量;不同的泵浦相位下可实现不同的信号光光速的频率响应。
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