光纤光栅外腔半导体激光器及其实现全光波长转换的研究-电磁场与微波技术专业论文.docxVIP

北京邮IU人学博I．论立 北京邮IU人学博I．论立 摘要 光纤光栅外腔半导体激光器 及其实现全光波长转换器研究 摘要V 随着全球信息化的突飞猛进，数据业务的增长给整个光网络 的组网方式、节点设计、管理和控制带来了深远影响。波长转换 器(WC：Wavelength Converter)将是未来全光网络的关键核心器 件之一。通过WC，更易实现波长动态分配，对于解决目前网络 中的波长争用问题，光交叉连接时的波长阻塞和波长竞争问题， 提高波长重用率均有重要意义。 本论文总结了国内外学者在全光波长转换领域所作的研究， 将自己的工作重点立足在基于光纤光栅外腔半导体激光器 (FBG·ECL：Fiber Bragg Grating External Cavity Laser)增益饱和 特性实现全光波长转换的研究上。该方案所实现的转换装置和半 导体激光器光源集成在～起，结构简单，成本低廉，如果利用光 纤光栅的可调谐性，可以实现一对多的波长转换。 本论文的核心工作就是搭建基于FBG—ECL实现全光波长转换 的实验平台，对该FBG—ECL和波长转换的实用特性在理论和实验 方面展开深入的研究。本论文主要包括以下几个重要环节： 第一部分：从FBG．ECL的结构出发，重点讨论光纤光栅以及 普通FP腔半导体激光器的特性。利用模耦合理论对光纤光栅的特 性进行分析，研究普通半导体激光器频率啁啾特性，重点验证了 啁啾参数和线宽增长因子∥，的一致性，为深入研究FBG—ECL打下 一个扎实的理论基础： 第二部分：建立FBG．ECL等效外腔理论模型，推导外腔反射 率表达式，分析光纤光栅特性和FBG．ECL的输出功率，闽值电流， 边模抑制比之间的关系。重点研究光子寿r。对FBG．ECL频率调制 响应及其噪声特性的影响。并通过实验加以论证。 北京IIlliIb人学博lj论文 北京IIlliIb人学博lj论文 摘舞 第三部分：建立FBG—ECL实现波长转换的理论分析模型，研 究工作电流，输入信号光功率，调制速率，光子寿命、波长问隔 等参数对波长转换信号的影响。重点讨论该波长转换器的消光比、 噪声特性、误码率等指标和这些参数的关系。根据自行搭建的实 验平台进行实验研究，并将实验结果和理论分析进行对比。 第四部分：介绍基于饱和吸收体和利用光子晶体光纤实现波 长转换的薪方案。提出～种新的基于饱和吸收体研究全光波长转 换的理论模型。 通过对基于FBG．ECL实现全光波长转换器的理论和实验进 行的深入研究，一切表明：改进FBG—ECL结构，减小腔长，是 FBG．ECL作为通信光源和波长转换器都要急需解决的问题。合理 的选用偏置电流、波长转换间隔、注入信号光功率，可以使该全 光转换器达到最佳工作状态。 关键词： 全光波长转换光纤光栅外腔半导体激光器增益饱和 速率方程 北京邮电大学博士论文 北京邮电大学博士论文 摘要 THE RESEARCH oN OPTICAL FIBER BRAGG GRATING EXTERNAL CAVITY SEMICONDUCTOR LASERS AND REALIZING ALL．0PTICALⅥAVELENGTH CONVERToR BASEDIT ABSTRACT In recent years，with rapid development ofglobal information industry,the significant influence is bmug}1t about in optical network management and designed．As the apparatus， all optical wavelength increase flexibility and capacity of the avoid wavelength blocking in optical wavelength-division multiplexed， bring immense effect solving some problems，such wavelength competing，intellectually switching and on．All—optical wavelength expected key components in the future broadband In this paper,the research work of scholar