一、An Experimentally Validated SOA Model for High-Bit Rate System Applications（论文文献综述）
徐贵勇[1]（2021）在《半导体光放大器的增益饱和特性及波长转换技术的理论研究》文中研究说明光纤通信是为当今电信网络的最终用户提供宽带服务的驱动力之一,能够覆盖更大的地理区域,光纤被用作传输介质,与传统双绞线电缆的铜线相比,具有很多优点,比如光纤的线径细、重量轻、原料丰富,有利于资源利用,正是这些优点是使人们的日常生活变得轻松。为了支持不断增长的互联网流量和多媒体通信服务,未来的光接入网系统将具有超高传输速度和超大容量的特点。目前接入网面临着光网络不透明、频谱效率低、带宽严重不足等问题,为了解决这一系列问题,本文提出利用易集成的半导体光放大器为波长转换提供一种透明光网络方案;利用高阶调制方案替代传统的直接调制来提高频谱效率;利用相干检测技术接收高阶调制信号并为‘λ-to-the-user’提供一种可行性方案,从而缓解目前带宽严重不足的问题。全文的主要工作有以下几个方面:1、建立基于迭代算法的稳态模型。以半导体光放大器（Semiconductor optical amplifier,SOA）宽带理论模型为基础,在考虑载流子浓度和放大自发辐射噪声变化的情况下,对In P-In Ga As P均匀掩埋的半导体光放大器建立了一种有效的数学模型,实时更新其载流子浓度、放大自发辐射噪声、受激辐射等参数,最终通过该稳态模型得到了在一定偏置电流、输入功率下,器件的增益和噪声指数。2、利用SOA来实现快速波长转换。在前期建立的SOA宽带模型的基础上,进一步分析波长转换中SOA四波混频的理论模型,并对该理论在10 Gb/s传输速率下进行全光波长转换的理论验证实验,并针对某一信道实现波长转换;然后进一步搭建了4×10Gb/s的双向传输系统,通过观察其在多信道下的传输误码率和眼图来分析系统的传输性能。3、实现差分相移键控（Differential phase shift keying,DPSK）高阶调制的相干检测。首先讨论了光调制的工作原理,对基于强度调制和相位调制下的几种新型调制格式进行了仿真研究,通过理论分析对比几种调制格式的优劣。然后利用DPSK调制和解调方案,在40 Gb/s传输速率下对平衡检测和相干检测方案进行对比,进一步验证相干检测在误码率、接收机灵敏度等方面的优势。
邓灿冉[2]（2021）在《基于RSOA的器件特性优化及其应用于WDM-PON中ONU的传输特性》文中提出随着第五代移动通信技术的发展,蓝光视频的直播[1]、高清移动视频通话[2]、超清交互式网络电视[3]等相关宽带业务在不断地更新和普及现代社会的生活方式。同时新技术对移动网络所要求的带宽需求也在日益爆炸增长,这一现象对目前光通信技术中的数据传输速度和传输容量发起了巨大的挑战。对应的,相关行业的研究开发人员也在对周边配套设施和架构等新型关键应用技术进行不断的创新和应用。其中,拓宽光网络传输系统容量和最大化单位带宽的利用率是目前亟待突破的重要问题之一。基于在光纤传输系统中,反射型半导体光放大器（Reflective semiconductor optical amplifier,RSOA）作为体积小、成本低、易集成和低功耗的调制器,凭借及调制和放大一体的功能,完美契合目前光网络单元中调制器的要求。此外,合理地利用调制器的啁啾可以达到延长传输距离以及弥补传输损耗的功能,对调制器的设计和制作也有着指导性的意义。本论文的研究重点是半导体光放大器（Semiconductor optical amplifier,SOA）的调制和放大特性,并对集成半导体器件的啁啾特性加以研究分析。全文的主要工作内容分三个部分,具体结构有如下所示:1、在现有的SOA宽带稳态模型以及高效稳态模型的基础上,修改了RSOA中的有源区部分结构,并在建模中修改了参数,使模型更符合RSOA的工作原理。并在模拟中采用多阶迭代算法来更准确地计算RSOA处于工作区间时的有源区载流子浓度,使得模拟结果和数据更加精确。最后研究了偏置电流和前端输入光功率对RSOA的增益以及噪声指数的影响。2、设计了一种以不归零码型为上下行信号传输格式,基于SOA直接调制上行的DWDM-PON系统,并对不同传输速率下单光网络单元（Optical network unit,ONU）传输系统和多ONU的双向传输系统的进行了仿真模拟,并对结果进行分析和比较以验证可行性。仿真测试结果表明,该方案在直接检测的条件下上下行接受灵敏度分别可达-27.6d Bm和-32.5d Bm,可广泛应用于低成本的密集波分复用无源光网络（Dense wavelength division multiplexing-Passive optical network,DWDM-PON）领域。3、介绍了啁啾效应的原理以及啁啾的产生对光信号的影响,研究并讨论了常用调制技术的原理,对三种常见的调制器件的原理和优缺点进行了讨论。通过搭建仿真链路实现了对这三种调制器在调制中产生啁啾的观测,并分析和对比了这几种调制器在啁啾效应方面的优缺点,并在此工作基础上对电吸收调制器（Electro-absorption modulator,EAM）进行了10Gbit/s信号速率下的长距离传输性能仿真。
颜正凯[3]（2021）在《非线性效应在全光波长转换技术应用中的研究》文中研究说明传统光通信在信息处理方面通过光、电、光等形式完成数据传输,然而电路和电子器件都能直接影响信息传输速率。在这样的背景下,全光通信技术应运而生,使信息处理更加高效。全光通信根据波长选择器选择路由,所有节点均采用灵敏度高、可靠性好、容量大的光交叉设备,可以大幅度提高信息传输速率。因此,提高全光波长转换效率的装置在高速通信研究中具有重要的意义。本文主要基于非线性效应研究全光波长转换系统,解决了全光波长转换波长竞争、偏振不敏感等问题。基于高阶非线性光纤（High Order Nonlinear Fiber,HNLF）和半导体光放大器（Semiconductor Optical Amplifier,SOA）作为波长转换的器件,探究正交振幅调制（Quadrature Amplitude Modulation,16QAM）和正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM）信号的全光波长转换机制,揭示了非线性效应在全光波长转换过程中对16QAM和OFDM信号造成的影响机理。具体研究内容有以下几方面:（1）理论分析。论文首先对非线性效应自相位调制（Self-Phase Modulation,SPM）、交叉相位调制（Cross-Phase Modulation）、四波混频（Four-Wave Mixing,FWM）进行了理论分析。进而完成了非线性参量和脉冲在HNLF中的传输的理论推导,对SOA进行了数学建模,分析了传输函数以及基本的增益特性。并且推导了非线性效应在全光OFDM系统中由于ASE噪声的公式,最后描述了XPM效应在HNLF中和FWM效应在SOA中进行全光波长转换的理论。（2）仿真实验模拟。利用Optisystem软件建立了基于HNLF的XPM效应和基于SOA的FWM效应原理的全光波长转换的系统,并且在matlab软件中进行数据分析。基于HNLF的XPM效应利用16QAM/OFDM信号和单泵浦光作为信号源,得到了相应的结果,基于SOA的FWM效应利用16QAM信号和平行偏振双泵浦光作为信号源,也得到了相应的结果。（3）模拟结果研究。通过模拟软件,利用以上两种方案完成了全光波长转换技术,分析了泵浦功率和光信噪比,HNLF的长度等参数对XPM效应进行全光波长转换后信号质量的影响。而且研究了SOA转换效率的问题,改变了泵浦光信号的功率、SOA的注射电流、信噪比等参数,得到了转换后信号的误码率和转换效率的变化,并观察了转换后信号的星座图,进而优化了AOWC系统。
董文婵[4]（2018）在《基于标准逻辑单元的全光可编程逻辑阵列研究》文中认为全光逻辑的发展经历了由单一逻辑功能到可重构逻辑功能的阶段,而近年来伴随着人工智能的热潮,应用于全光通信网络和光计算中的智能化信号处理技术逐渐成为研究热点。全光逻辑运算实现可编程不仅能够迈出通往智能化重要的一步,更能够使逻辑系统在实际应用中达到性能提升。可编程逻辑阵列（PLA）是继可重构逻辑的进一步发展,不仅能够通过可编程选择满足用户自定义从而大大提高逻辑功能输出的灵活性,而且也能够通过多个可编程控制点的设置来使输出逻辑结果多样化。本论文基于对全光可编程逻辑阵列计算容量提升和集成化两个方面研究现状的调研,一方面系统分析了PLA容量提升的方法,提出扩展型PLA的一般性结构并进行实验验证;另一方面设计并实验验证了集成全光PLA。主要研究贡献包括以下内容:（1）理论研究了扩展型可编程逻辑阵列的一般性结构。相比于电域运算,光域运算除了速率上的优势,还有光的并行性优势。利用光的并行性,可以基于一个逻辑器件在不同空间信道和不同波长信道同时实现多种逻辑功能。因此,基于增加逻辑器件外部的输出端口和增加逻辑器件内部的标准逻辑单元（CLUs）波长信道两种思路,我们提出了三种提高可编程逻辑阵列计算容量的新方法:一是对逻辑器件采用双向结构,二是利用四波混频（FWM）的波长组播,三是同时利用多种非线性效应。基于以上方法,我们构建了扩展型CLUs-PLA的一般性结构,并对该结构的计算容量进行定量分析,得出结论:随着各种类型CLUs波长信道数的增加,相对于标准型CLUs-PLA,扩展型CLUs-PLA的计算容量会明显提升。（2）实验验证了基于高非线性光纤（7）HNLF)的两输入和三输入扩展型可编程逻辑阵列。首先对基于FWM实现扩展型CLUs-PLA方案进行数值分析,主要针对输入信号波长位置、波长间隔和HNLF长度对FWM效率的影响来进行研究,得出结论:泵浦光波长在零色散波长红移1.6 nm的位置处,有最佳FWM转换效率;对于FWM转换效率最佳波长处,当HNLF长度从1000 m减小到300 m时,3 d B转换带宽会从3.2nm增加到6.4 nm。随后,基于双向结构和FWM多信道组播这两种方法,我们分别实验验证了两输入容量扩展4倍型、10倍型CLUs-PLA和三输入容量扩展7.5倍型CLUs-PLA。最后,我们一方面理论分析了实验中输出信号质量,另一方面分析各方案在有源和无源平台的集成可行性,得出扩展型CLUs-PLA有潜力基于有源或无源平台实现的结论。（3）系统研究了基于半导体光放大器（7）SOA)的（19）（15）Gb/s集成全光可编程逻辑阵列。我们设计并制作了集成全光PLA芯片,该芯片主要包括延时干涉仪（DI）和不同长度的SOA。DI作为输入光路,作用是解调差分相移键控（DPSK）信号产生互补码流;长SOA作为非线性介质,用于产生FWM或者交叉增益调制（XGM）;短SOA作为开关阵列,实现对片上最小项的通断选择。我们首先实验验证了该PLA芯片在FWM和XGM这两种工作模式下输入光路的解调功能、CLUs光路的产生最小项功能以及开关阵列的通断功能,并分别仿真分析了DI参数对不同工作模式下逻辑结果的不同影响。最后,我们从波长相关性、工作速率和计算容量三个方面来讨论该集成PLA的可扩展性,并得出结论:1)在DI一个臂增加移相器可以提高PLA的波长灵活性;2)有潜力基于FWM或者XGM实现更高速率的逻辑运算;3)有潜力通过增加最小项信道数来扩展PLA计算容量,也可以通过增加输入信号路数使两输入PLA扩展到多输入PLA。
曹通[5]（2017）在《用于全光信号处理的量子阱半导体光放大器器件特性改善》文中研究说明光通信网络取得了快速的发展,目前传输网络中的通信容量已经达到了 Pb/s量级,但在交换节点为了实现Pb/s量级的交换容量,传统的光电光的电域处理方式面临着越来越大的功耗压力和光电转换的速率瓶颈,越来越难以满足超高速大容量光通信网络的发展要求;而全光信号处理避免光电光转换过程,能降低功耗、提高处理速率,为高速光交换技术提供了新的途径。全光信号处理一般是基于器件的非线性效应来实现。在各种实现全光信号处理器件中,半导体光放大器（SOA）因为具有非线性系数高、体积小、便于集成、非线性效应丰富等优点,受到持续的关注和研究。尤其是量子阱SOA,既能通过能带工程实现非线性效应的选择性调控,又能利用金属有机物化学气相沉积（MOCVD）方法进行大规模的商业化生产,在各种非线性应用中被广泛采用。本文以用于全光信号处理的量子阱SOA为主要研究对象,针对波长转换、码型转换和信号再生等全光信号处理应用,通过优化能带结构和改善工作条件,选择性增强不同的非线性效应,得到了最佳的应用输出性能。概括全文的研究成果和贡献,有如下几个方面:（1）研究了用于全光信号处理的量子阱SOA理论模型。首先改进了量子阱SOA能带结构求解算法,在求解精度不变的情况下,求解时间减少为原来的1/103,求解内存减少为原来的1/333。其次将量子阱SOA的能带结构求解和密度矩阵方程结合起来,建立了量子阱SOA能带结构设计和材料极化率调控之间联系;进行了模块化编程,实现了主流Ⅲ-Ⅴ族量子阱材料极化率的计算。然后面向不同的应用场景,将能带结构求解、极化率计算和超快动态模型构建联系起来,建立了量子阱SOA载流子加热模型和超快偏振模型。最后详细分析了量子阱SOA能带结构对材料增益、微分增益、折射率变化、微分折射率变化、线宽增强因子、偏振相关增益和三阶非线性极化率等SOA特征参数的影响,为用于全光信号处理量子阱SOA有源区设计提供了很好的参考标准。（2）理论研究了基于交叉增益调制（XGM）、交叉相位调制（XPM）、瞬态交叉相位调制（T-XPM）和四波混频（FWM）效应的波长转换技术,分析了存在的关键问题,提出了相应的改善方案。针对基于XGM效应的波长转换,通过调控载流子向阱区的注入过程可实现XGM效应的增强和载流子恢复时间的加快。针对基于XPM效应的波长转换,利用量子阱SOA传输方向的差异性可实现慢恢复过程的抑制,改善波长转换性能。针对基于T-XPM效应的波长转换,利用带凹陷的泵浦光实现了量子阱SOA中带内过程和带间过程相对强弱的调控,在无滤波器辅助的情况下载流子恢复时间只有2.75皮秒,工作速率可达到640Gb/s。针对基于FWM效应的波长转换,优化量子阱SOA能带结构可将三阶非线性极化率增强2.3倍。（3）理论和实验研究了光通信网络中不同调制格式之间的码型转换。首次实现了带有再生和波长转换功能的40Gb/s非归零差分相移键控（NRZ-DPSK）信号到归零开关键控（RZ-OOK）信号的码型转换;通过延时干涉仪（DI）或者失谐带通滤波器对归零差分相移键控（RZ-DPSK）、非归零正交相移键控（NRZ-QPSK）和归零正交相移键控（RZ-QPSK）信号进行预处理,可进一步实现带有再生和波长转换功能的RZ-DPSK/NRZ-QPSK/RZ-QPSK到RZ-OOK的码型转换;更进一步优化了量子阱SOA有源区结构,增强了非线性效应,提高了码型转换性能和效率。对于NRZ到RZ的码型转换,提出了 XGM效应占主导作用的新方案,实验证明基于XGM效应的码型转换性能远好于之前基于XPM效应的方案;最后基于新方案实现了 2×80Gb/s偏振复用（PDM）NRZ-QPSK 到 PDM RZ-QPSK 码型转换。（4）理论和实验研究了基于交叉增益抑制（XGC）效应的相位调制信号的幅度再生。首次基于XGC实现了 NRZ-DPSK信号的幅度再生,在1×10-9误码处再生了 2.77dB;对实验中用到的两个非线性效应和设计需求完全不同量子阱SOA,进行了非线性效应的选择性调控,使得每个SOA都工作在最佳状态。进一步简化了 XGC的实验装置,实现了两路RZ-DPSK信号的幅度再生和量子阱SOA结构优化。最后研究了时隙间插PDMRZ-QPSK信号的幅度再生特性,设计了一种用于该信号再生的量子阱SOA,在整个C波段的偏振相关增益不超过0.2dB,工作速率可达到856Gb/s。
王丽娜[6]（2017）在《基于半导体光放大器的全光触发器研究》文中研究表明在全光网络中,半导体光放大器（SOA）由于具有体积小、非线性系数高、低能耗以及易于集成等一系列优点,是未来实现全光信号处理和补偿损耗的重要器件。全光逻辑门和全光触发器是全光信号处理的基础技术之一,全光逻辑门和触发器的研究对全光信号处理的发展具有促进作用。因此本方案“基于半导体光放大器的全光触发器研究”具有理论意义与学术价值。本文主要进行了全光逻辑门和全光触发器的研究,研究的主要内容是:（1）进行基于SOA的全光逻辑门的理论分析和仿真研究。介绍了基于SOA非线性偏振旋转效应的逻辑门方案的实现原理,仿真中利用了 SOA的经典模型进行了 matlab仿真。在matlab仿真中比特率采用了 1Gb/s和2.5Gb/s,消光比达到30dB左右。由于逻辑门是构成全光触发器的一个器件,因此将逻辑门仿真结果尽量做到最好,才能为后面进行全光触发器仿真打好基础。（2）进行基于SOA马赫增德干涉仪结构的全光触发器的理论分析和仿真研究。介绍了基于SOA马赫增德干涉仪（MZI）结构的全光触发器方案的实现原理,这个方案中两个马赫增德干涉仪结构通过偏振分束器耦合在一起,该结构利用的是SOA中的交叉相位调制效应。全光逻辑门与耦合马赫增德结构相结合构成了全光触发器。针对这种方案,我们对D,T,SR,JK四种类型的全光触发器进行了仿真研究,仿真中的比特率采用的是1Gb/s。（3）进行基于SOA偏振开关（PSW）结构的全光触发器的理论分析和仿真研究。介绍了基于SOA偏振开关的全光触发器的实现原理,这个方案中两个偏振开关是通过偏振分束器耦合在一起的,利用的是SOA中的非线性偏振旋转效应。结合实现的逻辑门结构,我们分别进行了 D,T,SR,JK四种触发器的研究,这四种触发器的逻辑结构各不相同。在四种触发器的仿真中,第一种情况是,比特率都采用了 1Gb/s,但是,为了证明这种结构也能实现较高比特率的仿真,对于全光SR和JK触发器,我们还采用了比特率为2.5Gb/s进行了仿真研究。
邹冰融[7]（2014）在《面向新型调制格式的全光多信道并行码型转换及再生的研究》文中指出随着人们对信息需求的快速增长,现代光传输网络正朝着超高速、超大容量和超长距离传输的方向发展。新型调制格式信号由于具有高频谱效率和较强的色散和非线性抗性,已经被广泛应用在传输网络中来进一步提高单个信道信号的比特速率和传输距离。各种复用技术也已经被广泛应用在传输网络中来进一步地提高信道数,从而增大传输容量。另一方面,为了确保每个网络中能够长距离地传输最合适的码型信号,网络节点必须具备全光码型转换和信号再生的功能。所以,各种复用方式的新型调制格式信号的全光并行码型转换和再生的研究对于光通信网络的意义重大。本论文在国家973计划和国家自然科学基金项目的资助下,理论模拟研究了波分复用（WDM）信号以及偏振复用（PDM）信号在半导体光放大器（SOA）中并行信号处理时引入的串扰情况,并分析了减小并行信号处理过程中引入的串扰的方法。在此基础上利用SOA中的交叉相位调制（XPM）效应和增益饱和效应实现了WDM和PDM的新型调制格式信号的全光并行低串扰码型转换和信号再生。概括全文,主要研究成果和学术贡献有如下几个方面：（1）总结了偏振光的基本理论知识和几种描述光偏振态的方法,归纳了偏振复用和解复用的方法。在此基础上分析了偏振复用信号解复用时的串扰情况,为后面说明PDM信号并行处理过程中的串扰问题打下基础。详细分析了两种相位调制格式信号的调制产生和解调的方法,并比较说明了不同信号的特点。分析了SOA中的多种非线性效应。（2）利用量子阱SOA模型模拟了不同情况下非归零（NRZ）到归零（RZ）信号码型转换的效果和串扰情况,解释了转换过程中减小串扰的机理和方法,用实验实现了的低串扰的多信道NRZ开关键控（OOK）到RZ-OOK信号以及多信道NRZ正交相移键控（QPSK）到RZ-QPSK信号的并行码型转换。从理论上解释了多信道RZ-QPSK到NRZ-QPSK信号码型转换的原理,并模拟了不同占空比的多信道RZ-QPSK到NRZ-QPSK信号转换的过程,分析了窄带滤波器对转换后信号幅度抖动的影响,最后用实验实现了多信道RZ-QPSK信号到NRZ-QPSK信号的并行码型转换。（3）利用SOA模型模拟了信号经过SOA后经纬度的变化,直观地说明了SOA中的偏振旋转效应。分析了两个偏振态正交的信号在不同的泵浦光功率下通过不同偏振相关增益的SOA后的偏振正交性的变化情况,从模拟结果中得出减小偏振态正交性变化量的方法,归纳出了减小PDM信号并行处理过程中引入的串扰的方法,并用实验验证了模拟的结果。在此基础上,利用单个SOA和延时干涉仪（DI）实现了总速率为800Gb/s的WDM-PDM-NRZ-QPSK信号到WDM-PDM-RZ-QPSK信号的全光并行低串扰的码型转换。（4）利用SOA中的增益饱和效应实现了偏振复用的RZ二进制相移键控（BPSK）信号的并行幅度再生,通过优化信号的入射偏振态减小了并行幅度再生过程中引入的信道间串扰,并研究了幅度再生过程中减小自相位调制（SPM）效应引入相位噪声的方法。接着利用两个串联的SOA和DI实现了NRZ-BPSK信号的幅度再生。（5）利用SOA中的XPM效应,实现了NRZ-OOK信号到NRZ-BPSK信号的码型转换。利用检偏器对信号偏振态的处理减小了转换过程中交叉增益调制（XGM）效应引入的幅度抖动,得到了幅度均衡的NRZ-BPSK信号。在码型转换的过程中,同时还实现了高消光比的波长转换功能。
于源[8]（2013）在《全光微波信号处理技术的研究》文中研究表明随着人们对宽带无线通信需求的增长,无线通信向高频的微波频段拓展。然而由于处理速率的限制,传统的电子技术对于高速微波信号的处理显得捉襟见肘。同时,随着频率的提高,微波信号在空气中的传输损耗也增加,因此微波信号无法进行长距离的传输。光子具有天然的带宽巨大的优势,因此采用光子技术处理高速的微波信号可以摆脱电子技术处理速率瓶颈的限制。并且,光纤具有低损耗长距离传输的能力,因此可以借助光纤通信技术来实现微波信号的长距离传输,如光纤无线电（RoF）、光纤超宽带（UWB over fiber）技术等等。此外,采用光子技术处理微波信号还具有极强的抗电磁干扰能力,因而微波光子技术在军事、民用通信等方面均具有重要的应用价值。本论文基于电光调制器、光学滤波器以及半导体光放大器（SOA）开展了微波光子技术方面的研究,主要的研究内容包括微波光子滤波器、光学产生及调制超宽带（UWB）信号以及光学产生相位编码的微波信号。本论文的贡献主要体现在以下几个方面：（1）利用光学带通滤波器对相位调制的光信号进行失谐滤波,得到功能新颖的微波光子滤波器。提出了基于相位调制和两个可调光学滤波器（TOBF）实现可切换的微波光子滤波器,通过控制TOBF对相位调制的光信号失谐方向,在光域内实现微波信号的相加或相减,得到在带通滤波和带阻滤波之间相互切换的微波光子滤波器；同时对方案进行改进,提出了采用阵列波导光栅（AWG）的两个信道对相位调制的两列光信号分别进行反向失谐滤波,得到通带更加平坦以及阻带频率选择性更强的微波光子带阻滤波器；提出了采用延时干涉仪（DI）结合TOBF同时得到微波带通与微波带阻滤波器,利用DI的两个输出端口的传递函数反相的特点,在DI的两个输出端口分别得到微波带通滤波器和微波带阻滤波器,实现对微波信号的路由功能。（2）提出了采用法布里-珀罗半导体光放大器（FP-SOA）对相位调制的光信号失谐滤波来得到微波光子滤波器。通过简单的调节FP-SOA的偏置电流改变FP-SOA的增益谱来改变FP-SOA的增益谱与光载波之间的频率关系,在0-40GHz的范围内分别得到Q值为184的单通带微波光子滤波器和形状因子为1.26的平通带、边沿陡峭的微波光子滤波器,并可实现微波滤波器通带中心频率可调。（3）提出了利用级联的马赫-曾德尔调制器（MZM）产生UWB脉冲。采用两个马赫-曾德尔调制器（MZM）级联产生UWB monocycle脉冲,当两个调制器均工作在推挽状态时产生单波长无啁啾的：monocycle脉冲。同时对级联三个或四个MZM产生doublet或triplet脉冲进行了模拟验证。（4）利用MZM和SOA的非线性效应产生UWB脉冲。提出将MZM和1个半导体光放大器（SOA）级联,利用SOA的增益饱和效应对光脉冲进行非均匀放大得到两个极性相反的monocycle脉冲,同时提出采用电的方法切换MZM的偏压点实现对产生的]monocycle脉冲的双相位调制并进行仿真验证；提出采用MZM和两个SOA级联,通过两次利用SOA的增益饱和效应产生一对极性相反的doublet脉冲；为简化系统,提出了将MZM和FP-SOA级联,利用FP-SOA中FP腔的反馈作用和SOA的增益饱和效应产生一对极性相反的UWB脉冲,并对产生的UWB脉冲在光纤和空气中的传输也进行了实验研究。（5）利用频率上转换将厘米波段UWB脉冲经过频率上转换为毫米波段UWB脉冲。在实验中采用延时干涉仪（DI）对相位调制的光信号进行失谐滤波得到厘米波段monocycle脉冲,结合MZM的载波抑制调制将厘米波段monocycle脉冲进行频率上转换得到毫米波段monocycle脉冲。（6）采用正交相移键控（QPSK）调制器产生相位编码的微波信号。通过调节QPSK调制器中包含的两个MZM的偏压,使这两个MZM分别实现载波抑制调制和双相相移键控（BPSK）编码,在QPSK调制器的输出端可以得到相位编码的微波信号,微波信号的相移为π。
陈立功[9]（2013）在《半导体光放大器的高速动态特性及应用于光信号处理的基础研究》文中研究指明互联网业务的飞速发展，对光通信网络的带宽需求越来越大，推动光通信网络向具有超高速光传输和大容量光交换能力的全光网络方向发展。其中，骨干网中网络节点的全光透明对具备全光信号处理的光子器件提出了更高的要求，研究具有超高速、低功耗、集成化的全光信号处理集成芯片成为关键。半导体光放大器（SOA）具有非线性大、体积小、功耗低、易于集成等优点被认为是全光信号处理中非常有前景的非线性光学器件，因而成为国内外研究的热点。但是SOA存在载流子恢复速度慢，难以实现超高工作速率的缺点。针对超高速全光信号处理对SOA工作速率的要求，本文对SOA的增益、相位动态中的超快动态特性及相关的一些基本物理问题进行了深入研究，主要的研究成果和贡献有以下几个方面：1.全面介绍和分析了与SOA超快动态特性相关的载流子速率方程及光波动方程。根据研究SOA超快动态特性和超高速光信号处理的要求，建立了一个包含带内、带间物理效应以及增益色散和群速色散等物理过程的SOA数值模型。2.研究了SOA超快带内非线性效应对SOA增益和相位的贡献，数值论证了SOA相位恢复中存在超快的恢复过程。深入分析了SOA相位恢复特性与脉冲宽度的关系，发现在超短光脉冲入射条件下，SOA中会存在较强的载流子加热效应，使得SOA的相位动态中出现超快的恢复过程；在分析带内、带间非线性效应与泵浦脉冲在时间上对应关系的基础上，解释了相位和增益之间存在时间延迟的原因，并进一步分析了时延与泵浦脉冲宽度及泵浦脉冲峰值功率的变化关系；分析了载流子寿命与工作条件的关系，研究了直流光功率、SOA的工作电流和SOA有源区的长度对SOA增益恢复速度的影响，为优化SOA参数以提高其工作速率提供了依据。3.采用泵浦-探测（pump-probe）的实验方案，实验验证了SOA相位中存在超快的恢复过程。结果显示在宽度为2ps的泵浦光脉冲输入下，超快相位恢复过程的持续时间约为2ps，对于相位恢复的贡献约为20%（0.15弧度）。基于测量的SOA增益变化和相位变化，分析了SOA线宽增强因子的时分变化特性；结果显示在短脉冲入射下，由于SOA中的超快非线性效应具有不同的增益和相位响应，导致SOA的线宽增强因子表现出较为强烈的变化，其中与载流子密度相关的线宽增强因子最小值约为4.5，并随着载流子密度的恢复而逐渐增大。4.深入研究了不同工作条件下SOA的啁啾变化特性，发现泵浦光产生的增益饱和的增加会导致SOA载流子恢复速度的增大从而引起SOA蓝移啁啾的增大。深入分析了码型效应引起的SOA啁啾变化特性并解释了相关的物理原因，在此基础上系统地论述了失谐滤波技术消除码型效应的原理。论证了采用失谐滤波技术能够实现640Gbit/s的全光波长转换。5.研究了对向传输模式下SOA的超快动态特性。发现在对向传输模式下SOA增益和相位动态中具有相对较小的超快恢复过程，同时具有大的增益饱和时间，导致SOA很难具有高的工作速率；提出通过减小SOA的长度来增加SOA增益和相位的超快恢复过程以实现对向传输模式下的超高速光信号处理的解决方案。6.研究了将蓝移失谐滤波技术引入对向传输模式中来提高SOA工作速率的方案，实验论证了对向传输模式下蓝移滤波技术有效性，实现了无误码的同波长和不同波长的40Gbit/s的高速全光波长转换。
邵静[10]（2013）在《基于光学技术的超宽带信号的产生、调制与传输研究》文中指出超宽带（Ultrawide-band）无线电技术具有一些独特的优点，抗多径衰落能力强、功率损耗低以及容量大，被认为是实现短距离通信，大容量无线通信系统以及无线传感网络的革命性方案。近年来，电学方面产生UWB技术的方案层出不穷。但是由于其功率小，传输距离只有几米到十几米。为了克服UWB短距离通信的限制，UWB-over-fiber技术应运而生，增加了无线信号的传输距离。因此光学产生UWB信号成为目前的研究热点之一。本论文研究工作和贡献归纳如下：（1）提出了无滤波的基于半导体光放大器（SOA）中的交叉增益效应（XGM）以及一段单模光纤（SMF）实现UWB doublet脉冲的方案。系统仅仅使用了一个SOA以及一段SMF，因此结构简单便于调节。（2）研究了一个UWB-WDM波分复用系统的传输性能。成功的将八信道比特率为10Gb/s的UWB光信号在一根25km SMF中实现了传输。主要研究了传输过程中光信号的时域和频域特性的变化。（3）提出了一种灵活方便的光学UWB脉冲序列产生器，其中包括一个相位调制器以及基于鉴频的全光延时干涉仪。实验可以得到一对极性相反的UWBmonocycle脉冲和一对极性相反的UWB doublet脉冲。此外，该方案的亮点在于实验成功得到了UWB脉冲形状调制（PSM）序列。并且将该序列稳定传输了75km SMF。此外，该方案也实现了脉冲位置调制（PPM）以及通断键控（OOK）调制。这在未来UWB-over-fiber系统应用中具有参考价值。（4）实验研究了一个基于鉴频的DI以及SOA中增益饱和效应得到UWBmonocycle以及doublet脉冲的方案。合适调节DI的电压可以得到一对极性反转UWBmonocycle脉冲，利用SOA中过冲效应得到UWB doublet脉冲，并且成功将UWBdoublet OOK脉冲序列在无中继放大以及无色散补偿的条件下传输了60km SMF，可见其色散容忍度很好。（5）提出了一种灵活性很好的基于相位调制器以及双滤波器的光学UWB脉冲序列产生方案。实验得到一对极性反转的UWB monocycle以及doublet脉冲，并且实现了UWB PSM调制,其中包括正负极性的monocycle脉冲、doublet脉冲以及零脉冲。研究了改变预编码以及光程差对产生的UWB脉冲序列的影响。
二、An Experimentally Validated SOA Model for High-Bit Rate System Applications（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、An Experimentally Validated SOA Model for High-Bit Rate System Applications（论文提纲范文）
（1）半导体光放大器的增益饱和特性及波长转换技术的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信技术的发展 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光纤通信系统中的新型调制格式 |
| 1.2.2 全光网络波长转换技术的研究概况 |
| 1.3 本课题的研究内容 |
| 第二章 基于迭代算法的半导体光放大器模型构建 |
| 2.1 半导体光放大器的结构和工作原理 |
| 2.2 半导体光放大器基础理论方程 |
| 2.2.1 常用的半导体光放大器模型介绍 |
| 2.2.2 半导体光放大器材料模型介绍 |
| 2.2.3 半导体光放大器行波方程 |
| 2.2.4 半导体光放大器载流子密度速率方程 |
| 2.3 半导体光放大器模型的增益饱和特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 利用SOA-FWM效应波长转换的单纤双向传输研究 |
| 3.1 基于半导体光放大器四波混频的波长转换研究 |
| 3.1.1 半导体光放大器四波混频的理论基础 |
| 3.1.2 基于半导体光放大器四波混频波长转换的仿真研究 |
| 3.1.3 波长转换结果与分析 |
| 3.2 基于波长转换的单纤双向光纤通信系统 |
| 3.2.1 单纤双向传输系统 |
| 3.2.2 基于波长转换的单ONU单纤双向传输性能分析 |
| 3.2.3 基于波长转换的多ONU4×10 Gb/s单纤双向传输性能分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 DPSK编码原理及40 Gb/s DPSK系统仿真 |
| 4.1 光调制原理 |
| 4.1.1 基于强度调制的新型光调制格式 |
| 4.1.2 基于相位调制的新型光调制格式 |
| 4.2 40Gb/s DPSK信号调制 |
| 4.2.1 NRZ-DPSK信号的产生 |
| 4.2.2 RZ-DPSK 信号和CSRZ-DPSK 信号的产生 |
| 4.3 40Gb/s DPSK信号解调研究 |
| 4.3.1 DPSK信号的平衡检测接收性能研究 |
| 4.3.2 DPSK信号的相干接收性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 主要结论和展望 |
| 主要结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（2）基于RSOA的器件特性优化及其应用于WDM-PON中ONU的传输特性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 发展历史和国内外研究现状 |
| 1.3 本课题的研究内容 |
| 第二章 反射型半导体光放大器的建模与模拟 |
| 2.1 反射型半导体光放大器的概述 |
| 2.1.1 反射型半导体光放大器的结构 |
| 2.1.2 反射型半导体光放大器的原理 |
| 2.2 反射型半导体光放大器的功率增益特性 |
| 2.3 反射型半导体光放大器的物理模型 |
| 2.3.1 反射型半导体光放大器的建模 |
| 2.3.2 理论模型的求解方法 |
| 2.4 基于反射型半导体光放大器的仿真结果及分析 |
| 2.4.1 RSOA中载流子密度分布及分析 |
| 2.4.2 RSOA输出谱和噪声指数 |
| 2.4.3 RSOA增益与噪声指数特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 适用于10Gbit/s的半导体光放大器调制的多ONU双向传输研究 |
| 3.1 DWDM-PON技术概述 |
| 3.1.1 DWDM-PON原理结构 |
| 3.1.2 DWDM系统的特点 |
| 3.2 SOA在光纤通信系统中的应用 |
| 3.2.1 SOA在光纤通信系统中的线性应用 |
| 3.2.2 SOA在光纤通信系统中的非线性应用 |
| 3.3 单ONU双向传输研究 |
| 3.3.1 单ONU的单向传输研究 |
| 3.3.2 单ONU的双向传输研究 |
| 3.4 多 ONU 双向传输研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 集成半导体器件的啁啾效应分析与10Gbit/s数据传输测试 |
| 4.1 啁啾效应的基础理论 |
| 4.2 直接调制与间接调制 |
| 4.3 分布式反馈激光器的啁啾观测及分析 |
| 4.3.1 DFB激光器的工作原理 |
| 4.3.2 DFB激光器的优点 |
| 4.3.3 DFB激光器的啁啾观测 |
| 4.4 电吸收调制器的啁啾观测及分析 |
| 4.4.1 电吸收调制器的调制原理 |
| 4.4.2 电吸收调制器的啁啾观测 |
| 4.5 铌酸锂马赫-曾德尔调制器的啁啾观测及分析 |
| 4.5.1 铌酸锂马赫-曾德尔调制器的调制原理 |
| 4.5.2 铌酸锂马赫-曾德尔调制器的啁啾观测 |
| 4.6 10Gbit/s数据传输测试 |
| 4.7 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 主要结论 |
| 不足之处及未来展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（3）非线性效应在全光波长转换技术应用中的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光通信系统的发展趋势 |
| 1.2 全光波长转换技术研究现状 |
| 1.3 非线性效应在光通信中的应用 |
| 1.4 论文的研究重点和结构安排 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 非线性效应理论和全光波长转换器件 |
| 2.1 非线性折射效应 |
| 2.1.1 自相位调制 |
| 2.1.2 交叉相位调制 |
| 2.1.3 四波混频 |
| 2.2 高非线性光纤 |
| 2.2.1 高阶非线性参量 |
| 2.2.2 脉冲在高非线性光纤中的传输 |
| 2.3 半导体光放大器 |
| 2.3.1 工作原理 |
| 2.3.2 理论模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 XPM效应在HNLF中的全光波长转换的研究 |
| 3.1 OFDM简介 |
| 3.2 基本理论 |
| 3.3 仿真系统框图 |
| 3.4 结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 FWM效应在SOA中的全光波长转换的研究 |
| 4.1 不同类型全光波长转换器 |
| 4.1.1 交叉增益调制型全光波长转换器 |
| 4.1.2 交叉相位调制型全光波长转换器 |
| 4.1.3 四波混频型全光波长转换器 |
| 4.2 基本理论和仿真系统 |
| 4.3 结果分析 |
| 4.4 SOA波长转换器的应用 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（4）基于标准逻辑单元的全光可编程逻辑阵列研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究意义 |
| 1.2 可编程逻辑阵列定义 |
| 1.3 可编程逻辑阵列研究现状 |
| 1.4 本论文的主要工作 |
| 2 标准型可编程逻辑阵列理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 输入光路理论分析 |
| 2.3 标准逻辑单元理论分析 |
| 2.4 本论文所用的HNLF理论模型 |
| 2.5 本论文所用的SOA理论模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 扩展型可编程逻辑阵列研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 可编程逻辑阵列容量提升思路 |
| 3.3 可编程逻辑阵列容量提升方法 |
| 3.4 扩展型可编程逻辑阵列一般性结构分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于HNLF的扩展型可编程逻辑阵列研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于FWM实现扩展型CLUs-PLA的数值研究 |
| 4.3 两输入容量扩展4倍型CLUs-PLA实验研究 |
| 4.4 两输入容量扩展10倍型CLUs-PLA实验研究 |
| 4.5 三输入容量扩展7.5倍型CLUs-PLA实验研究 |
| 4.6 CLUs-PLA扩展型方案性能、限制与集成化讨论 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 基于SOA的集成可编程逻辑阵列研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于FWM的全光集成PLA |
| 5.3 基于XGM的全光集成PLA |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士期间发表的论文 |
| 附录2 英文缩写简表 |
（5）用于全光信号处理的量子阱半导体光放大器器件特性改善（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 全光信号处理的地位和实现方法 |
| 1.2 用于全光信号处理SOA中非线性效应和应用 |
| 1.3 用于全光信号处理的量子阱SOA特性改善意义 |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 2 量子阱SOA理论模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 量子阱SOA能带结构求解 |
| 2.3 量子阱SOA材料极化率计算 |
| 2.4 量子阱SOA动态模型构建 |
| 2.5 量子阱SOA特征参数分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 用于波长转换的量子阱SOA工作特性改善 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 调控载流子注入过程实现基于XGM效应波长转换特性改善 |
| 3.3 利用传输方向差异性实现基于XPM效应波长转换特性改善 |
| 3.4 采用凹陷泵浦光实现基于T-XPM效应波长转换特性改善 |
| 3.5 优化量子阱结构实现基于FWM效应波长转换特性改善 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 用于码型转换的量子阱SOA器件特性改善 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 带有再生和波长转换功能的PSK到RZ-OOK的码型转换 |
| 4.3 基于XGM效应的NRZ到RZ的码型转换 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 用于信号再生的量子阱SOA器件优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 NRZ-DPSK信号幅度再生和量子阱结构优化 |
| 5.3 时隙间插RZ-PSK信号幅度再生和量子阱结构优化 |
| 5.4 时隙间插PDM RZ-QPSK信号幅度再生量子阱结构优化 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表学术论文目录 |
| 附录2 论文中缩略词含义 |
| 附录3 材料参数表 |
（6）基于半导体光放大器的全光触发器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景和意义 |
| 1.2 全光逻辑门研究现状 |
| 1.3 全光触发器研究现状 |
| 1.4 SOA在全光信号处理中的应用 |
| 1.5 本论文的主要研究内容与结构 |
| 第二章 半导体光放大器的基本理论分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SOA的基本方程 |
| 2.2.1 经典SOA理论模型 |
| 2.2.2 非线性偏振旋转效应理论模型 |
| 2.3 SOA中的非线性效应 |
| 2.3.1 交叉增益调制效应 |
| 2.3.2 交叉相位调制效应 |
| 2.3.3 四波混频效应 |
| 2.3.4 非线性偏振旋转效应 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于SOA非线性偏振旋转效应的全光逻辑门研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SOA非线性偏振旋转效应的研究与分析 |
| 3.2.1 非线性偏振旋转效应的原理分析 |
| 3.2.2 非线性偏振旋转效应的特性 |
| 3.2.3 非线性偏振旋转效应的参数设置 |
| 3.3 全光逻辑门的研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 四种全光触发器的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光SR锁存器研究 |
| 4.2.1 基于两个耦合马赫增德干涉仪结构的光SR锁存器 |
| 4.2.2 基于两个耦合偏振开关的光SR锁存器 |
| 4.3 全光触发器 |
| 4.3.1 时钟同步的全光D触发器研究 |
| 4.3.2 时钟同步的全光SR触发器研究 |
| 4.3.3 时钟同步的全光T触发器研究 |
| 4.3.4 时钟同步的全光JK触发器研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文的工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士研究生期间发表的论文及其他成果 |
（7）面向新型调制格式的全光多信道并行码型转换及再生的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 各种复用技术和新型调制格式 |
| 1.3 全光并行码型转换和再生的意义 |
| 1.4 国内外研究概况 |
| 1.5 本论文的研究内容 |
| 2 基于SOA的偏振复用新型调制格式信号处理的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 偏振复用技术的相关理论基础和实现方法 |
| 2.3 新型调制格式信号的调制产生和解调接收 |
| 2.4 SOA中的多种非线性效应 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 波分复用信号并行码型转换 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多信道NRZ-OOK到RZ-OOK码型转换 |
| 3.3 多信道NRZ-QPSK到RZ-QPSK码型转换 |
| 3.4 多信道RZ-QPSK到NRZ-QPSK码型转换 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 偏振复用信号并行信号处理 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模拟分析偏振态正交性变化 |
| 4.3 实验分析偏振态正交性变化 |
| 4.4 WDM-PDM-NRZ-QPSK到WDM-PDM-RZ-QPSK码型转换 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 相位调制格式的幅度再生 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 偏振复用RZ-BPSK信号幅度再生 |
| 5.3 单信道NRZ-BPSK信号幅度再生 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 OOK到PSK信号的码型转换 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 OOK到BPSK信号码型转换原理 |
| 6.3 多信道OOK到BPSK信号码型转换 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表学术论文目录 |
| 附录2 论文中缩略词含义 |
（8）全光微波信号处理技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 微波光子学的研究背景 |
| 1.2 微波光子学的主要研究范畴 |
| 1.3 本论文的工作 |
| 1.4 课题来源和项目资助 |
| 2 理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 LiNbO_3电光调制器 |
| 2.3 半导体光放大器 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 微波光子滤波器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 采用EOPM结合失谐滤波器实现可切换的微波光子滤波器 |
| 3.3 采用EOPM、TOBF和DI同时得到微波带通和带阻滤波器 |
| 3.4 采用EOPM和FP-SOA实现微波光子滤波器 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 光学产生UWB脉冲 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 采用级联的MZM产生monocycle脉冲 |
| 4.3 将MZM与SOA级联产生及调制monocycle脉冲 |
| 4.4 采用MZM和两个SOA级联产生doublet脉冲 |
| 4.5 采用MZM结合FP-SOA产生UWB脉冲 |
| 4.6 基于PM-IM转换结合MZM产生毫米波段monocycle脉冲 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 光学产生相位编码的微波信号 |
| 5.1 方案原理 |
| 5.2 实验结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录2 几种常见三角函数的贝塞尔展开公式 |
| 附录3 论文中缩略词的含义 |
（9）半导体光放大器的高速动态特性及应用于光信号处理的基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光信号处理中的非线性光学器件 |
| 1.3 SOA 中的非线性效应 |
| 1.4 SOA 的超快动态特性及研究意义 |
| 1.5 基于 SOA 超快动态特性的超高速光信号处理的研究现状 |
| 1.6 本论文主要的研究内容和章节安排 |
| 第二章 SOA 的基本理论及数值模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 SOA 的理论基础 |
| 2.2.1 SOA 中基本的物理过程 |
| 2.2.2 SOA 的超快非线性过程 |
| 2.3 SOA 中的基本方程 |
| 2.3.1 载流子速率方程 |
| 2.3.2 场传输方程 |
| 2.4 SOA 数值模型 |
| 2.4.1 扩展的场传输方程 |
| 2.4.2 增益和相位模型 |
| 2.4.3 增益色散 |
| 2.4.4 场传输方程的数值求解 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 SOA 增益和相位恢复特性的数值分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 SOA 基本特性分析 |
| 3.2.1 增益色散的分析 |
| 3.2.2 Fiber-to-Fiber 增益特性的分析 |
| 3.2.3 SOA 的工作区选择 |
| 3.3 超短脉冲在 SOA 中的传输特性 |
| 3.4 SOA 增益和相位动态特性的分析 |
| 3.4.1 SOA 内载流子密度和温度的变化 |
| 3.4.2 带内超快非线性效应对 SOA 增益和相位恢复特性的影响 |
| 3.4.3 带间效应对增益和相位恢复速度的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 SOA 超快相位恢复特性的实验研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SOA 增益和相位恢复特性的实验研究 |
| 4.2.1 静态测量 |
| 4.2.2 动态测量 |
| 4.2.3 SOA 超快增益和相位恢复特性的分析 |
| 4.3 SOA 有效线宽增强因子时分变化特性的分析 |
| 4.3.1 有效线宽增强因子的概念 |
| 4.3.2 有效线宽增强因子时分变化特性的分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 SOA 频率啁啾特性及失谐滤波器减小 SOA 码型效应的原理分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 SOA 的数值滤波模型 |
| 5.3 重复频率脉冲入射下的 SOA 频率啁啾特性的分析 |
| 5.4 码型效应引起的频率啁啾变化特性的分析 |
| 5.5 失谐滤波器消除码型效应的原理分析 |
| 5.6 蓝移失谐滤波过程中产生过冲现象的分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 对向传输模式下 SOA 超快动态特性及全光波长转换的研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 对向传输模式下 SOA 动态特性的数值分析 |
| 6.2.1 对向传输模式下 SOA 增益、相位变化的数值模型 |
| 6.2.2 不同传输模式下 SOA 增益、相位及啁啾动态特性的分析 |
| 6.2.3 SOA 有源区长度对 SOA 增益和相位动态特性的影响 |
| 6.2.4 对向传输模式下 SOA 工作条件对增益和相位动态特性的影响 |
| 6.3 基于 SOA 对向传输模式的高速全光波长转换的研究 |
| 6.3.1 工作原理 |
| 6.3.2 实验方案 |
| 6.3.3 结果分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文总结 |
| 7.1 论文的主要内容 |
| 7.2 论文的主要创新点 |
| 7.3 需要进一步研究的问题 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
（10）基于光学技术的超宽带信号的产生、调制与传输研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 UWB 技术的研究背景 |
| 1.2 UWB 技术的简介 |
| 1.3 基于全光纤技术的 UWB 系统（UWB-over-fiber） |
| 1.4 本论文的研究内容 |
| 2 全光 UWB 信号的产生与调制技术 |
| 2.1 单周期 UWB 脉冲形状产生和特性 |
| 2.2 UWB 脉冲序列的调制技术 |
| 2.3 基于 UWB-over-fiber 产生 UWB 信号的研究现状 |
| 2.4 基于 UWB-over-fiber 调制技术的研究现状 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 光学 UWB 信号中关键器件的基本理论 |
| 3.1 基于 SOA 的基本理论 |
| 3.2 基于 DI 的理论模型 |
| 3.3 基于光学滤波产生 UWB 信号的相关理论 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于 SOA 的 UWB 信号产生的方案和 UWB-WDM 方案 |
| 4.1 基于 SOA 的波长转换和光纤色散效应的 UWB 产生方案 |
| 4.2 基于 200GHz 频率间隔 UWB-WDM 系统的传输研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 基于相位调制器和 DI 的全光 UWB 信号的产生，调制，以及传输方案 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于相位调制器和 DI 产生并调制 UWB 方案原理以及结构图 |
| 5.3 实验结果和分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 基于 DI 和 SOA 产生、传输 UWB OOK 脉冲序列 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于 DI 和 SOA 产生 UWB OOK 脉冲序列装置和调制原理 |
| 6.3 实验结果与分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 基于双滤波器产生和传输 UWB PSM 序列的方案 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 基于双滤波器产生 UWB PSM 序列的装置以及原理 |
| 7.3 实验结果与分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 全文总结与展望 |
| 8.1 全文总结 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 1 攻读博士学位期间发表论文目录 |
| 附录 2 论文中缩略词及其意义 |
四、An Experimentally Validated SOA Model for High-Bit Rate System Applications（论文参考文献）
- [1]半导体光放大器的增益饱和特性及波长转换技术的理论研究[D]. 徐贵勇. 江南大学, 2021(01)
- [2]基于RSOA的器件特性优化及其应用于WDM-PON中ONU的传输特性[D]. 邓灿冉. 江南大学, 2021(01)
- [3]非线性效应在全光波长转换技术应用中的研究[D]. 颜正凯. 山东师范大学, 2021(12)
- [4]基于标准逻辑单元的全光可编程逻辑阵列研究[D]. 董文婵. 华中科技大学, 2018(06)
- [5]用于全光信号处理的量子阱半导体光放大器器件特性改善[D]. 曹通. 华中科技大学, 2017(10)
- [6]基于半导体光放大器的全光触发器研究[D]. 王丽娜. 北京邮电大学, 2017(03)
- [7]面向新型调制格式的全光多信道并行码型转换及再生的研究[D]. 邹冰融. 华中科技大学, 2014(07)
- [8]全光微波信号处理技术的研究[D]. 于源. 华中科技大学, 2013(02)
- [9]半导体光放大器的高速动态特性及应用于光信号处理的基础研究[D]. 陈立功. 电子科技大学, 2013(11)
- [10]基于光学技术的超宽带信号的产生、调制与传输研究[D]. 邵静. 华中科技大学, 2013(10)