全光波长转换技术

文章简要介绍了全光波长转换技术在WDM全光通信网中的作用；介绍了以半导体光放大器（SOA）为核心器件的几种全光波长的转换技术——利用SOA的交叉增益调制效应、交叉相位调制效应或SOA中的四波混频效应实现波长转换，分析了工作原理并介绍了研究进展情况。     

基于半导体光放大器的波长转换新方案研究

分别对基于半导体光放大器(SOA)的交叉相位调制(XPM)型和交叉增益调制(XGM)型波长转换器提出了改进的新方案。采用非对称的马赫-曾德干涉仪(MZI)结构,实现了速率为10 Gb/s转换范围达40nm的XPM波长转换;利用SOA中的交叉偏振调制(CPM)效应,在XGM波长转换器中引入偏振控制结构,大大改善了转换性能,并在同一个波长转换器中实现了正反相的波长转换。     

基于半导体光放大器中交叉偏振调制效应的波长转换器

了改善基于半导体光放大器(SOA)中交叉偏振调制效应(CPM)的波长转换器的转换信号码型效应，对交叉偏振调制一半导体光放大器波长转换器的工作原理进行了分析；通过讨论交叉偏振调制一半导体光放大器波长转换脉冲的上升沿和下降沿的频率啁啾，结合滤波器的透过谱特性，提出了一种利用滤波器的波长正斜率边和波长负斜率边分别对正相转换信号和反相转换信号进行码型优化的方案，并进行了实验验证。在信号码率为10Gb／s的交叉偏振调制一半导体光放大器波长转换实验中，采用光带宽为0．3nm的JDS滤波器优化转换信号的波形，基本消除了转换信号中长“1”码和长“0”码的码型效应，并将正相转换信号和反相转换信号的功率代价分别改善了3dB以上。     

基于交叉增益调制的全光波长转换实验研究

分析了半导体光放大器交叉增益调制的基本原理,并利用该机制进行了2．5Gbit/s的非归零码光脉冲的波长转换。向上波长转换间隔大于14nm。最后,对转换信号测量了接收机入纤功率和误码率的关系曲线、光眼图、消光比和光信噪比等参数,结果发现转换信号眼图清晰,张开度大,消光比大于10dB,光信噪比大于30dB。实验表明采用半导体光放大器的交叉增益调制可以较理想地实现2．5Gbit/s的非归零码的全光波长转换。     

基于QD-SOA交叉增益调制的波长转换研究

量子点半导体光放大器具有比传统半导体光放大器更快的载流子恢复时间,基于QD-SOA交叉增益调制的波长转换技术具有转换速率快,无pattern effects效应的特点.对有源区长度,输入信号光功率和转化后信号的消光比和脉冲展宽进行了研究,对提高基于QD-SOA交叉增益调制波长转换的性能具有指导意义.     

基于半导体光放大器交叉增益调制的波长转换的理论分析

本文利用小信号理论模型分析了基于半导体光放大器交叉增益调制的波长转换 ,获得了波长转换效率的解析表达式。结果表明 ,波长转换的频带响应宽度受到光放大器驱动电流、波导中的光功率以及转换波长的影响。     

基于色散位移光纤中交叉相位调制的波长转换

为了研究全光波长转换的实现方法,采用色散位移光纤中脉冲光和连续波间的交叉相位调制效应,使得连续波产生频移和展宽,然后利用光纤光栅滤波,得到了重复频率为57.97MHz、脉冲宽度为2ns的转换脉冲,这与抽运脉冲重复频率、脉冲宽度基本相同,而且连续波可调范围是1537nm~1560nm。结果表明,基于色散位移光纤中交叉相位调制效应的波长转换具有较宽的波长转换范围和较快的转换速度,是一种简单、高效和通用的波长转换技术。     

交叉增益调制型全光波长转换器频响特性的小信号分析

对基于半导体光放大器交叉增益调制型全光波长转换器的频响特性作了理论分析,并获得了反映注入光参数对波长转换频响特性影响的解析表达式．数值结果表明,波长转换的频率响应带宽依赖于光放大器驱动电流、注入光波导的光功率以及转换波长间隔     

基于半导体光放大器交叉偏振调制的波长转换分析

对半导体光放大器(SOA)中光偏振态发生改变的原因和交叉偏振调制型波长转换进行了探讨和分析.如果SOA具有偏振不灵敏增益,则波长转换效果与泵浦光的偏振态无关,而只与探测光的偏振态有关,而且当入射探测光的偏振与TE模振动方向成4 5°夹角时,交叉偏振调制的效果最明显.为了使转换效果更好,宜采用反相波长转换,SOA的自发辐射耦合因子β应该很小     

基于半导体光放大器交叉偏振调制的波长转换分析

对半导体光放大器(SOA)中光偏振态发生改变的原因和交叉偏振调制型波长转换进行了探讨和分析.如果SOA具有偏振不灵敏增益,则波长转换效果与泵浦光的偏振态无关,而只与探测光的偏振态有关,而且当入射探测光的偏振与TE模振动方向成45°夹角时,交叉偏振调制的效果最明显.为了使转换效果更好,宜采用反相波长转换,SOA的自发辐射耦合因子β应该很小.     

利用SOA交叉增益调制实现2.5 Gbit/s非归零码的全光波长变换

采用半导体光放大器 (SOA)的交叉增益调制进行了 2 5Gbit/s的非归零码光脉冲的波长变换。向下波长变换间距大于 2 0nm ,向上波长变换间距大于 10nm。对变换信号测量了接收机入纤功率和误码率的关系。实验中采用同向变换的方式 ,信号光中心波长固定 ,探测光采用外腔半导体激光器 ,中心波长连续可调。对变换信号进行了至少 1h的测量 ,误码为零。为其在波分复用(WDM)网络中的应用奠定了基础。     

基于SOA的XPM波长转换器的噪声特性分析

研究了交叉相位调制(XPM)型波长转换器的噪声特性,讨论了如何选择XPM型波长转换器的注入电流等参量使系统处于最佳工作状态.结果表明:改变注入电流可使波长转换器周期性处于正相和反相工作状态,最佳的正反相工作点则位于使两臂半导体光放大器(SOA)的增益相等的注入电流附近.对于输入信号光和直流光功率,存在一个最佳功率值,使得波长转换的Q值最高.     

基于半导体光放大器交叉增益饱和的波长转换的理论分析

建立了基于半导体光放大器交叉增益饱和的波长转换的理论模型。分别讨论了小信号下波长转换特性和大信号下转换波形的畸变情况。结果表明,半导体光放大器的载流子寿命是导致输出波形畸变的主要因素。     

All-optical wavelength conversion by semiconductor opticalamplifiers

Following a brief introduction to the applications for wavelength conversion and the different available conversion techniques, the paper gives an in depth analysis of cross gain and cross phase wavelength conversion in semiconductor optical amplifiers. The influence of saturation filtering on the bandwidth of the converters is explained and conditions for conversion at 20 Gb/s or more are identified. The cross gain modulation scheme shows extinction ratio degradation for conversion to longer wavelengths. This can be overcome using cross phase modulation in semiconductor optical amplifiers that are integrated into interferometric structures. The first results for monolithic integrated interferometric wavelength converters are reviewed, and the quality of the converted signals is demonstrated by transmission of 10 Gb/s converted signals over 60 km of nondispersion shifted single mode fiber     

2.5Gbit/s交叉增益型全光波长转换的实验研究

利用自行研制的半导体光放大器对交叉增益型波长转换器进行了实验研究.实现了速率为2.5Gbit/s的1549.8nm到1562.6nm波长上转换.比较了不同调制格式、不同泵浦功率条件下的转换输出功率、消光比和噪声特性,并对实验的结果作了解释.     

SOA-XGM全光波长变换器的特性分析

对基于半导体光放大器交叉增益调制实现的全光波长变换器的工作特性进行了分析，归纳了要取得较好的变换效果，应在输入信号光功率、波长、偏置电流、放大器腔体长度等方面作合理的选择，使输出信号的消光比、信噪比等指标符合要求。