磁光四波混頻全光再生技術(shù)研究.pdf

1、全光再生器件可以直接在光域進行信號處理，克服了傳統(tǒng)光/電/光信息處理方式的電子瓶頸問題。利用高非線性光纖固有的磁光效應(yīng)，可實現(xiàn)磁光四波混頻全光再生器件，它不僅具有靈活的磁控特性，還可以通過磁光效應(yīng)提高器件的再生性能，在智能全光網(wǎng)絡(luò)中有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文主要創(chuàng)新工作概括如下：
　　1.提出了磁光光纖中導(dǎo)波光的非線性傳播理論模型（簡稱磁光非線性理論模型），并開展了磁光四波混頻再生實驗。實驗表明，沿高非線性光纖軸向加載1

2、70Gs的直流磁場，可提高閑頻光再生信號功率，并使再生系統(tǒng)接收機靈敏度改善約1.2dB，實驗結(jié)果與理論計算吻合。將上述理論模型用于光纖布拉格光柵結(jié)構(gòu)，解釋了磁光光纖布拉格光柵中磁致光子帶隙移動機理，實驗測得摻鉺磁光光纖的費爾德常數(shù)為-12.42rad/(T·m)。
　　2.深入研究了磁光高非線性光纖薩格納克干涉結(jié)構(gòu)的磁控特性。理論與實驗研究表明：（1）通過優(yōu)化光纖線雙折射，磁光薩格納克干涉結(jié)構(gòu)透射光功率的磁可調(diào)動態(tài)范圍可達22dB

3、；（2）在磁光非線性光環(huán)鏡（MO-NOLM）應(yīng)用中，透射閑頻光功率隨磁場線性變化，磁場靈敏度達到263.93dB/T；（3）分析了MO-NOLM作為整形再生器件時其功率轉(zhuǎn)移函數(shù)的磁場依賴性，研究表明，利用磁光效應(yīng)可有效降低非線性功率閾值、增加功率轉(zhuǎn)移函數(shù)的斜率。利用上述結(jié)構(gòu)，還測量了高非線性光纖費爾德常數(shù)對波長的依賴關(guān)系，并提出一種溫度不敏感的磁場測量方法。
　　3.提出一種穩(wěn)定光纖參量振蕩器（FOPO）的閑頻光反饋控制方案，實現(xiàn)

4、了全光時鐘提取平臺的長時間穩(wěn)定運行，輸出的光時鐘信號相位抖動可保持在0.011UI。在此平臺基礎(chǔ)上，通過優(yōu)化泵浦光功率范圍、調(diào)整環(huán)內(nèi)信號偏振態(tài)，還實現(xiàn)了單一結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定全光3R再生，接收機靈敏度可提高3.42dB。因此，該方案有著廣泛地商業(yè)化應(yīng)用前景。
　　4.實驗研究了由反饋控制FOPO時鐘提取單元和數(shù)據(jù)泵浦MO-NOLM整形單元組成的磁控全光3R再生器性能。通過沿高非線性光纖軸向加載200Gs的直流磁場，可以進一步抑制劣化信號的

5、相位抖動和幅度噪聲，并使接收機靈敏度提升1.7dB。論文還對數(shù)據(jù)泵浦和時鐘泵浦兩種四波混頻（FWM）全光3R再生方案進行了測試，它們分別適用于消光比劣化信號和相位抖動劣化信號的再生。
　　5.提出了一種抑制雙向?qū)鞫嗖ㄩL再生串擾的偏移濾波方法，并采用數(shù)據(jù)泵浦FWM再生方案，在單根高非線性光纖中實現(xiàn)了四個波長的時隙交織全光2R再生，接收機靈敏度分別提升了2.05dB、2.53dB、3.57dB和2.8dB，最大的消光比改善約為6.5