基于布里淵散射的可調(diào)光纖延遲線研究.pdf

1、可調(diào)光纖延遲線不僅是未來全光網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵器件，而且在光信號處理和微波光子學(xué)等領(lǐng)域有著極其重要的用途。基于布里淵散射效應(yīng)實現(xiàn)可調(diào)光纖延遲線是近年來發(fā)展起來的一門新興的可調(diào)光延遲技術(shù)，它具有泵浦光功率閾值低、工作波長可調(diào)諧、室溫下工作以及與光纖通信系統(tǒng)兼容性好等優(yōu)點，已經(jīng)成為了可調(diào)光延遲技術(shù)中的研究熱點。本論文以布里淵慢光和基于聲波存儲的光緩存為研究對象，圍繞減小信號失真和提高延遲-帶寬積等丞待解決的問題開展了大量研究工作，論文的主要內(nèi)容可

2、概括如下：
　　 1．介紹和對比了現(xiàn)有的各種可調(diào)光纖延遲線技術(shù)；總結(jié)和分析了布里淵幔光可調(diào)光纖延遲線的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景；
　　 2．給出了光纖中布里淵散射的物理圖像和數(shù)學(xué)描述；考慮光纖中光波和聲波橫向分布的差異性，完善了受激布里淵散射的光波-聲波耦合方程組；以單色光泵浦的布里淵慢光為例，論述了布里淵慢光的本質(zhì)，并對布里淵慢光在小信號增益以及增益飽和情況下的延遲特性進(jìn)行了討論，指出了在增益飽和區(qū)，增益譜燒孔引入的反常色散

3、對布里淵增益引入的正常色散的補(bǔ)償甚至過補(bǔ)償是導(dǎo)致延遲量飽和、減小甚至出現(xiàn)脈沖超前的根本原因；
　　 3．研究了基于雙譜線結(jié)構(gòu)泵浦光的受激布里淵散射特性；進(jìn)而分析了寬帶光泵浦的受激布里淵散射特性，得出了頻域內(nèi)斯托克斯光復(fù)振幅包絡(luò)的傳輸方程；對高斯譜寬帶光泵浦的布里淵慢光延遲特性進(jìn)行了討論，結(jié)果表明：二階增益不均衡是引起信號失真的主要物理因素，它制約了延遲-帶寬積的提高；
　　 4．提出利用具有平坦增益譜的寬帶布里淵慢光來減

4、小二階增益不均衡引起的信號失真；建立數(shù)學(xué)模型得出了頻域內(nèi)斯托克斯光復(fù)振幅包絡(luò)的傳輸關(guān)系，并推導(dǎo)出了延遲量、增益、脈沖展寬因子以及高斯型脈沖在延遲后的振幅包絡(luò)解析表達(dá)式；對單級和級聯(lián)系統(tǒng)的延遲特性進(jìn)行了理論分析，結(jié)果表明：具有平坦增益譜的寬帶布里淵慢光大大減小了二階增益不均衡引起的信號失真，延遲-帶寬積的進(jìn)一步提高受限于正的三階色散引起的信號失真；根據(jù)理論推導(dǎo)結(jié)果分析了一個單級布里淵慢光系統(tǒng)的延遲特性，并將理論計算結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比

5、，驗證了理論分析的正確性；基于該理論模型，數(shù)值仿真了RZ-OOK、NRZ-OOK以及RZ-DPSK數(shù)據(jù)流經(jīng)過具有平坦增益譜的寬帶布里淵慢光系統(tǒng)后的延遲效果，并與高斯譜寬帶光泵浦的布里淵慢光延遲效果進(jìn)行了對比，結(jié)果表明：前者在減小信號失真方面具有明顯優(yōu)勢；
　　 5．對基于雙吸收峰的透明寬帶布里淵慢光進(jìn)行了詳細(xì)理論分析，得出了延遲量、增益、脈沖展寬因子以及高斯型脈沖在延遲后的振幅包絡(luò)解析表達(dá)式，可以為透明寬帶布里淵慢光的設(shè)計提供指

6、導(dǎo)和參考；研究了透明寬帶布里淵慢光的限制因素，結(jié)果表明：它不存在增益飽和問題，但是布里淵閾值限制了延遲量的提高，同時，兩個吸收峰對應(yīng)的強(qiáng)烈反常色散區(qū)限制了信號光的帶寬，并且會導(dǎo)致延遲量的減小以及信號的嚴(yán)重畸變；
　　 6．介紹了基于聲波存儲的光緩存原理，建立了數(shù)學(xué)模型；詳細(xì)討論了最大緩存時間、帶寬、“讀”“寫”效率、輸出信噪比等系統(tǒng)性能與存儲光纖和控制脈沖參數(shù)之間的關(guān)系，提出利用單模As2Se3光纖和啁啾控制光脈沖提高基于聲波存