基于SOAXPM的全光波长变换器的研究

期末答辩基于SOA-XPM的全光波长变换器的研究CONTENTSNO.1研究意义NO.2

研究内容NO.3创新与关键NO.4

总结NO.5

参考文献1研究意义SEARCHSIGNIFICANCE1研究意义SEARCHSIGNIFICANCE克服了传统的光／电／光波长变换使交换容量受到电子器件工作速度限制，整个光通信系统的带宽受到限制、网络缺乏透明性的问题全光波长变换器是全光网络的一个重要考虑环节和研究热点。从而使基于波分复用的全光通信网系统容量大大提高，实现波长的再利用。高效简便地改变信号光波长实现了波长路由和虚通道功能，降低了网络阻塞率，使网络管理更为灵活、简便和合理解决了波长竞争问题1研究意义SEARCHSIGNIFICANCE既可以利用半导体光放大器的交叉相位调制(SOA-XPM)效应实现波长变换，也可以利用光纤的XPM效应实现实现方法多样性采用SOA-XPM波长变换器XPM型具有高效、低啁啾、低功率信号驱动等较理想的转换效果高速、低啁啾采用SOA-XPM波长变换器可以克服交叉增益调制XGM波长变换中消光比降低的缺点克服消光比劣化采用SOA-XPM波长变换器可以克服FWM波长变换中变换效率低的缺点波长变换效率高SOA-XPM目前最有实用化前景2研究内容RESEARCHCONTENTS2研究内容RESEARCHCONTENTS工作模式在半导体光放大器(SOA-XPM)波长变换器中，SOA工作于交叉相位调制(XPM)模式优缺点常用干涉仪优点在于小啁啾，失真不严重，并且转换简单高效，消光比劣化小。缺点在于结构较复杂，输入动态范围小。常用的干涉仪有马赫-曾德尔干涉仪(MachZender,MZI)和迈可尔逊干涉仪(Michelson,MI)2研究内容RESEARCHCONTENTSSOA-MZI-XPM波长变换的原理这种方法克服了交叉增益机制存在的消光比劣化问题，具有高转换效率、高消光比、低功率运转、可起色散补偿作用的特点，具有高达40Gbit/s的转换速率。选择适当的输入光信号功率和SOA的偏置电流可以获得最小的误码率。2研究内容RESEARCHCONTENTSSOA-MI-XPM波长变换的原理2研究内容RESEARCHCONTENTSXPM型波长转换器的典型传输曲线由图中可以看出：曲线比较陡峭、斜率较大，意味着，输入光功率很小的变化，可以引起输出光功率较大的变化由于干涉仪对信号周期性响应，所以输入信号功率动态范围小，需对输入功率进行严格监控，以免消光比及干涉形式发生变化。为了增大输入功率的动态范围，有两种改进方案3创新与关键INNOVATIONANDKEY3创新与关键INNOVATIONANDKEY第一种是控制干涉仪的SOA驱动电流。加一个探测控制电路，探测输入光功率的变化，并相应地改变两臂SOA的驱动电流，可以把转换器的输入动态范围扩大3～8dB3创新与关键INNOVATIONANDKEY第二种是在干涉仪前加EDFA放大输入光功率。将EDFA的饱和输出功率设计到干涉仪的最大输入光功率。EDFA的输入功率范围约为40dB，因此，这种方案可以把波长变换器的动态范围提高到约40dB。EDFA增益恢复时间较长，所以，这种方案适于输入光功率慢变的系统。3创新与关键INNOVATIONANDKEY也可以把两种方案结合起来使用。既可增加输入功率动态范围，又可提高响应速度，适于输入光功率快变的分组交换网。基于定向耦合半导体光放大器的波长变换器结构示意图外部注入光改变载流子密度，导致折射率的实部与虚部变化，进而导致SOAl与SOA2的传播常数及耦合系数(控制间隔层G的距离)发生变化。当探测光与信号光同时从SOAl注入时，在两个SOA的输出端就可以获得干涉变换信号，但两个变换信号是反相的。该变换器能够大大改善信号的消光比，而且结构简单易于构造封装，并且不需有源或无源器件的集成。3创新与关键INNOVATIONANDKEY另外，由于干涉仪输出输入信号的周期性响应，需要对输入信号功率范围进行严格控制，以免消光比及干涉型式发生变化。针对这个问题提出了定向耦合的SOA全光波长变换方案4总结CONCLUSION4总结CONCLUSION总结全光波长转换器将是未来全光网的核心器件之一，发挥着重要的作用。

XPM全光波长转换器具有高效、高消光比、低啁啾、低功率信号驱动等较理想的转换效果，目前最有实用化前景。但从目前的研究结果看，无论哪种方案都不尽完美，需要人们从中取舍

,或研究开发更好的波长变换器。因此进一步开展全光波长变换技术的研究，对提高我国光通信水平具有很高的学术价值和潜在应用前景。5参考文献REFERENCE5参考文献REFERENCE[1]林其银,杨胜利.全光波长转换器的原理和特性的比较[J].大气与环境光学学报,2002,15(1).[2]方捻.全光波长变换器及其在光网络中的应用研究[D].上海大学,2005.[3]林鹏,闻和,周博俊,等.ASON光网络中的全光波长变换技术[J].光电子技术,2005,25(3):175-180.[4]张宁,伦秀君,王强强,等.全光