基于参量放大器的光脉冲产生研究
【摘要】高重复率脉冲的产生与压缩技术是全光网络中的关键技术之一。在常规通信窗口,无论是骨干网所采用的波分复用、时分复用等技术还是FTTx发展中所需要的接入技术等都需要一种可靠的短脉冲源作为技术支撑。然而,由于缺少相应的增益介质,传统的激光器不能满足在一些非常规波长上产生脉冲的需要。另一方面,随着光纤通信的发展,光参量放大器(FiberOpticalParametricAmplifier,FOPA)因其具备超快响应、较宽带宽、高增益以及波长可调性等特点而逐步进入了人们的视野。基于上述优点,将其应用于脉冲产生的技术中会有比较大的应用价值和研究前景。本文主要研究了基于参量放大器的光脉冲产生,具体研究工作如下:1、首先,论文介绍了光通信的发展以及其中的一些关键技术,重点介绍了一些光脉冲产生技术。论文介绍了一些常见的非线性过程以及高非线性光纤的概念,阐释了四波混频过程的物理机理,同时也分析了一些影响相位匹配的因素:材料色散、波导色散以及非线性效应。同时,文中简单地分析了泵浦功率取不同值时,参量增益的变化情况。2、其次,在小信号模型中,本文通过两种推导方法对单泵浦结构参量放大器进行了比较详细的分析,泵浦功率减小会导致信号增益谱幅度减小且其边缘会向中心位置移动,这是产生闲频脉冲的基本原理,这也为后面的数值方法提供了理论依据。本文分析了常用的对称分步傅里叶方法(SSFM),并根据所研究内容的特殊性对此方法做了相应的修改,提出了一种新的分步傅里叶数值解法:在色散效应部分仍采用一般的方法,而在非线性部分的处理中采用了基于龙格-库塔法的解微分方程法求解。3、再次,以前的研究主要集中于信号波与闲频波之间的波长转换,而本论文主要分析的是输入脉冲形式泵浦波的情况下所产生的闲频波。文中以双曲脉冲为例,分析了信号波与泵浦频率间隔对闲频脉冲的占空比以及峰值功率的影响。研究结果表明频率间隔取值较小时,闲频脉冲峰值功率较大但占空比也比较大,但总体而言,闲频脉冲在占空比上有了较大的改善。此外,采用文中所提出的方法以及具体的参数取值,分析了信号波、闲频波以及泵浦波之间的走离效应对在相应波长上所产生的闲频脉冲的影响。证明了前面研究类似的性质。在此基础上考虑群速度色散,分析了泵浦功率被正弦幅度调制时,不同调制频率下所产生闲频脉冲的特点。结果表明,群速度色散对脉冲的影响与具体的调制频率有关。按照论文中所取的参数值,调制频率为10GHz时脉冲被稍微展宽了;在20GHz和40GHz时,色散效应与走离效应的共同作用能有利于保持闲频脉冲的形状。4、最后,论文分析了双泵浦结构参量放大器中两个泵浦波正交线偏振的情况,并进行了相应的推导,分析了泵浦功率逐渐减小时其信号增益谱的特性。结合泵浦波同线性偏振的情形,分析并比较了各自信号增益的特点。同时,分析了两种情况下相位失配量对参量增益敏感度的影响。分析表明,泵浦同线性时,最大增益敏感度在失谐量L接近-0.12的处取得;泵浦正交时,在失谐量L接近-0.9时取得。论文比较了同线性偏振的情况下单、双泵浦结构中产生脉冲受走离效应影响的特点。仿真分析表明,在得到相近峰值功率脉冲的情况下,走离效应对双泵浦结构的影响更小,但是脉冲宽度会更大。采用正交偏振的泵浦波时,虽然可以使得FWM过程偏振无关,但是其较小的信号增益会影响所产生脉冲的峰值功率。分析表明通过增大泵浦脉冲功率也产生比较理想的脉冲。最后,利用本文中的算法,分析了基于单泵浦参量放大器的脉冲产生过程中泵浦相位调制对脉冲序列的影响,验证了前人文献中的结论;并在此基础上,进一步研究了双泵浦FOPA中泵浦波相位调制对产生脉冲的影响,推导了包含相位因子的信号增益表达式,并结合相位调制对脉冲的影响进行了相应的分析。研究表明,除了采用单泵浦中的方法,双泵浦FOPA中还可以对泵浦波进行同步反向调制来获得功率平整的脉冲序列。
【作者】王哲;
【导师】李齐良;
【作者基本信息】杭州电子科技大学,电子与通信工程,2014,硕士
【关键词】脉冲;参量放大器;走离效应;群速度色散;相位调制;
【参考文献】
[1]朱向军.外汇资金交易系统的设计与实现[D].电子科技大学,软件工程(专业学位),2012,硕士.
[2]郝小凤.日粮中不同硒水平对大鳞副泥鳅生理生化指标及肌肉品质的影响[D].苏州大学,水生生物学,2013,硕士.
[3]谷会苗.破产管理人法律问题研究[D].河北大学,法律,2014,硕士.
[4]吴限德,孙兆伟,仲惟超.小卫星地面自动测试系统中实时数据库事务优先级分配算法[J].自动化学报,2009,06:814-819.
[5]张一聪.埃洛石纳米管缓释性能及其纳米复合凝胶材料的制备与性能研究[D].广东工业大学,化学工程(专业学位),2014,硕士.
[6]李仁鹏.馆藏成果地质资料二次开发服务研究[D].中国地质大学(北京),公共管理,2014,硕士.
[7]林小峰,丁强.基于评价网络近似误差的自适应动态规划优化控制[J].控制与决策,2015,03:495-499.
[8]蔡琳.快递业服务保证对顾客满意度的影响研究[D].江西财经大学,国际贸易学,2013,硕士.
[9]马建斌.基于SVM的中文电子邮件作者身份挖掘技术研究[D].河北农业大学,农业机械化工程,2004,硕士.
[10]张泰昌.相对法测量齿轮周节累积误差的测量误差[J].宇航计测技术.1992(04)
[11]唐海军.基于GPRS的配电网馈线自动化模式的探讨[J].电力系统自动化,2006,07:104-107.
[12]朱琛娴.基本医疗保险用药管理问题和改进措施研究[D].苏州大学,社会医学与卫生事业管理,2013,硕士.
[13]喻斌雄.开放磁芯高压脉冲变压器特性研究[D].国防科学技术大学,物理电子学,2012,硕士.
[14]陈海涛,徐征,赵谡玲,赵玲,刘志民,高松,杨一帆,刘志方,申崇渝,徐叙瑢.PCDTBT作为发光层的有机电致发光器件研究[J].物理学报,2014,16:395-400.
[15]邱晓霞.后金融危机时期国际热钱对我国证券市场的影响研究[D].南昌大学,世界经济学,2012,硕士.
[16]鲍炜磊.中等职业学校工学结合模式有效性探析[D].河北师范大学,职业技术教育学,2014,硕士.
[17]林永水.厦门地区泌尿系结石患者中医体质特点与结石成分分析的研究[D].福建中医药大学,中西医结合临床(专业学位),2013,硕士.
[18]洪爱华.LOVSPORTS公司创业计划书[D].厦门大学,工商管理,2014,硕士.
[19]潘盈硕.日语中思考动词与感情动词的“体”的特性[D].西南交通大学,日语语言文学,2014,硕士.
[20]邓雨晨.中国当代城市广场设计的价值建构[D].西安美术学院,艺术学理论,2014,硕士.
[21]余文霞.二次调节静液传动系统控制的研究[D].沈阳工业大学,机械电子工程,2003,硕士.
[22]方沛.基于Infiniband的分布式文件系统的设计与实现[D].南京大学,软件工程(专业学位),2013,硕士.
[23]秦玲玲.预期情绪对跨期选择调控的认知神经机制[D].西南大学,发展与教育心理学,2014,硕士.
[24]范林勇,江微微,赵瑞峰,裴丽,简水生.双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪的温度特性[J].光学精密工程,2011,01:1-9.
[25]张云龙.基于变截面支撑的半刚性钢框架抗震性能研究[D].哈尔滨工业大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[26]官欣.论刑事诉讼客体[D].中国政法大学,诉讼法学,2004,硕士.
[27]李雪飞.聚类分析在中式卷烟品类构建中的应用[D].云南财经大学,应用统计,2013,硕士.
[28]袁林.义务教育背景下湖南省青少年运动员文化教育现状的调查与分析[D].湖南师范大学,运动训练(专业学位),2014,硕士.
[29]柯孔林,周春喜.商业银行信用风险评估方法研究述评[J].商业经济与管理,2005,06:55-60.
[30]张涛涛.大气层外拦截弹末段制导控制精度分析[D].国防科学技术大学,航空宇航科学与技术,2012,硕士.
[31]赵小利.超声检查对胎儿肾盂积水发展转归的研究[D].河南科技大学,影像医学与核医学,2013,硕士.
[32]徐慧军.基于i.MX6平台的车载信息娱乐系统的硬件设计与实现[D].东华大学,电子与通信工程(专业学位),2014,硕士.
[33]IASHCHUKIEVGENII.Trade and Economic Relations between Ukraine and China[D].苏州大学,INTERNATIONALBUSINESS(专业学位),2014,硕士.
[34]王超,李继红,李颖毅,孙维真,倪秋龙,张静.淮沪特高压投产后的华东电网低频振荡特性分析[J].电力系统自动化,2013,18:120-125.
[35]汤旖璆.辽宁沿海经济带失地农民养老保险财政问题研究[D].辽宁大学,财政学,2012,硕士.
[36]胡素涓.我国商业银行对上市企业的监督作用分析[D].华中师范大学,数量经济学,2013,硕士.
[37]朱向炜.Ti、Zr元素对钼合金组织和性能的影响[D].河南科技大学,材料加工工程,2014,硕士.
[38]尚剑宇.旋转弹用免驱动三轴MEMS陀螺角速率提取算法研究[D].中北大学,微电子学与固体电子学,2013,硕士.
[39]宋江.山东省临沂市健身俱乐部私人健身教练职业倦怠研究[D].曲阜师范大学,体育(专业学位),2013,硕士.
[40]杨柳.现代汉语AABB重叠式状态词研究[D].扬州大学,语言学及应用语言学,2012,硕士.
[41]黄冬霞.中学生电路概念理解的概念生态研究[D].广西师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[42]褚法政.基于数据挖掘的银行客户关系管理[D].青岛大学,2004.
[43]易法殊.中庭剖面形式对垂直墙面采光系数分布的影响[D].哈尔滨工业大学,建筑技术科学,2013,硕士.
[44]毛宗源,邱焕耀,姚菁.解耦变结构调速系统的研究[J].冶金自动化,1992,05:47-48.
[45]夏洪瑞,葛川庆.误差均值法实现广角反射NMO校正[J].石油地球物理勘探,2005,04:381-385+493-4.
[46]徐萍.低温等离子体对聚酯丝网表面改性研究[D].苏州大学,纺织工程,2014,硕士.
[47]沈红斌,王士同,吴小俊.离群模糊切换回归模型研究[J].华东船舶工业学院学报(自然科学版),2003,03:31-36.
[48]周小琳.论我国股东代表诉讼制度及其完善[D].中国社会科学院研究生院,商法(专业学位),2014,硕士.
[49]廖建.效率补偿后的金属带无级变速传动系统匹配控制策略[D].重庆大学,车辆工程,2003,硕士.
[50]张景祥,王士同,蒋亦樟,倪彤光.基于ISE的核密度估计和随机置换的单一或协同特征的选择方法[J].控制与决策,2015,05:831-838.
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