基于雙芯光纖的光信號(hào)處理技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、光信號(hào)處理技術(shù)是指對(duì)光數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理的技術(shù)，與電信號(hào)處理技術(shù)相比，具有諸多優(yōu)點(diǎn)，是光通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。光信號(hào)處理技術(shù)研究領(lǐng)域廣泛，包括碼型轉(zhuǎn)換、光邏輯門(mén)、全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換、光學(xué)計(jì)算及微波光子領(lǐng)域的光信號(hào)處理等。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的資助下，針對(duì)光時(shí)域微分器、光載無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的單邊帶調(diào)制及超寬帶信號(hào)光學(xué)產(chǎn)生技術(shù)，開(kāi)展了一系列較為深入的研究。概括全文所取得的研究成果，有如下幾個(gè)方面:
　　(1)提出并研究了基于雙芯光纖的光

2、時(shí)域微分器。當(dāng)雙芯光纖的兩個(gè)纖芯的結(jié)構(gòu)參數(shù)（半徑、折射率分布）完全一致時(shí)，傳輸譜符合一階光時(shí)域微分的特征。因此僅使用一段雙芯光纖，就可以對(duì)光信號(hào)進(jìn)行一階時(shí)域微分處理。進(jìn)一步，如果雙芯光纖的某個(gè)纖芯被均勻切割成N等分，該結(jié)構(gòu)的雙芯光纖可以看作是N個(gè)一階光時(shí)域微分器的級(jí)聯(lián)，構(gòu)成高階光時(shí)域微分器。由于雙芯光纖的梳狀傳輸譜特性，對(duì)雙芯光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)，可以獲得滿(mǎn)足ITU-T G.692標(biāo)準(zhǔn)的波分復(fù)用系統(tǒng)一階光時(shí)域微分器，16通道一階

3、光時(shí)域微分器傳輸譜仿真結(jié)果表明，其通道間隔為100 GHz，通道3dB帶寬為33.5 GHz，16通道實(shí)際中心頻率與標(biāo)稱(chēng)中心頻率之差的最大值僅為4.2 GHz。使用高斯光脈沖，對(duì)基于雙芯光纖的一階光時(shí)域微分器、高階光時(shí)域微分器和波分復(fù)用系統(tǒng)光時(shí)域微分器進(jìn)行了微分結(jié)果驗(yàn)證，證明這三種光時(shí)域微分器具有很高的精確度。并通過(guò)差錯(cuò)因子、能量效率、3dB帶寬三個(gè)方面對(duì)其性能進(jìn)行了分析。最后，作為雙芯光纖光時(shí)域微分器的應(yīng)用，提出了一種基于雙芯光纖光時(shí)

4、域微分器的光相位重構(gòu)方案，僅需要測(cè)量光時(shí)域微分器之前和之后光信號(hào)的強(qiáng)度，就可以恢復(fù)光信號(hào)的相位。
　　(2)提出并研究了基于雙芯光纖的波分復(fù)用光載無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)單邊帶調(diào)制方案。該方案利用雙芯光纖梳狀傳輸譜的斜邊，同時(shí)對(duì)多路光雙邊帶調(diào)制信號(hào)的載波和上下邊帶產(chǎn)生不同的衰減，實(shí)現(xiàn)了光雙邊帶調(diào)制到光單邊帶調(diào)制的轉(zhuǎn)變。同時(shí)優(yōu)化了光載邊比，提高了光鏈路的靈敏度。提出并研究了基于長(zhǎng)周期光纖光柵的光載無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)單邊帶調(diào)制方案，并優(yōu)化了光載邊比。
　

5、　(3)提出并研究了基于長(zhǎng)周期光纖光柵的光載邊比可調(diào)的光載無(wú)線(xiàn)單邊帶調(diào)制方案。該方案由偏振控制器、偏振分束器、兩個(gè)平行結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)周期光纖光柵、偏振合束器構(gòu)成了光載邊比調(diào)節(jié)單元，通過(guò)調(diào)節(jié)偏振控制器的輸出角度，即可實(shí)現(xiàn)光載邊比的連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍從10dB到-5dB。
　　(4)提出并研究了基于雙芯光纖的多通道超寬帶信號(hào)光學(xué)產(chǎn)生及調(diào)制方案。雙芯光纖作為多波長(zhǎng)光鑒頻器，基于相位調(diào)制-強(qiáng)度調(diào)制轉(zhuǎn)換原理，獲得了具有正負(fù)極性的高斯monocyc