论文摘要
时间透镜（Time-Lens）技术由于其应用范围广泛，尤其是能够实现全光的时间-频率之间的实时傅里叶变换，多年来一直受到人们的广泛关注。本文从空间透镜实现傅里叶变换的原理出发，研究了时间透镜实现时间-频率间傅里叶变换的原理和实现方法。给出了两种不同的时间-频率间傅里叶变换的结构，即“色散介质+相位调制器+色散介质”的结构和“相位调制器+色散介质+相位调制器”的结构。考虑到在高速光纤通信系统中传输速率上的优势，本文采用第二种结构。论文利用铌酸锂相位调制器来实现时间透镜，加上色散介质一起构造了两种频域光纤传输系统，分别为发送端和接收端都采用时间-频率间傅里叶变换的系统和仅在接收端采用时间-频率间傅里叶变换结构的系统，然后用VPI（VPItransmissionMaker）软件进行了传输性能的仿真模拟，给出了不同情况下的最佳参数配置。仿真结果表明，利用时间-频率间傅里叶变换结构的强度调制直接探测（IM-DD: Intensity Modulation DirectDetection）的光传输系统比传统IM-DD系统在传输速率为40Gb/s和100Gb/s时，抗色散的性能上有明显优势。另外，本文提出了利用时间-频率间傅里叶变换实现“脉冲反转”（脉冲序列时序逆序）的方法。该方法可被用于全光逻辑和全光信号处理。最后对光纤频域传输系统中出现的光信号峰值功率较高的问题进行了分析。提出了一种新的编码方案，给出了详细编码规则和步骤。通过仿真和理论计算，该编码方案能够有效降低光纤频域传输系统中光信号峰值功率，减少光纤非线性影响，提高系统误码率性能。
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摘要Abstract1 绪论1.1 引言1.2 各种调制格式及色散补偿技术1.3 时间透镜的发展与应用1.4 论文研究的内容与安排2 全光时-频傅里叶变换2.1 空间透镜实现傅里叶变换2.2 时间透镜实现傅里叶变换的原理2.3 两种不同的时间透镜傅里叶变换结构2.4 本章小结3 光频域传输系统原理3.1 光频域传输系统理论依据及抗色散原理3.2 基于时间透镜的光频域传输系统理论分析3.3 几种不同的时间透镜光频域传输系统实现方案3.4 对相位调制器抛物线形驱动电压的处理3.5 本章小节4 发送端和接收端都采用时间透镜的光频域传输系统4.1 发送端和接收端都采用―PM-D-PM‖的传输方案系统设计4.2 40Gbit/s IM-DD 传输系统仿真结果及分析4.3 100Gbit/s IM-DD 传输系统仿真结果及分析4.4 采用余弦近似抛物线驱动电压的仿真结果及对比4.5 本章小结5 仅接收端采用时间透镜的光频域传输系统5.1 接收端采用―PM-D―的传输方案系统设计5.2 40Gbit/s IM-DD 传输系统仿真结果及分析5.3 本章小结6 利用时-频傅里叶变换实现―脉冲反转‖的研究6.1 利用时-频傅里叶变换实现―脉冲反转‖的理论分析6.3 利用时-频傅里叶变换实现―脉冲反转‖的仿真结果6.4 本章小结7 一种应用于光频域传输系统中减小非线性影响的编码方案7.1 时间透镜脉冲压缩对光信号峰值功率的影响7.2 一种降低时间透镜变换后光信号峰值功率的编码方案7.3 仿真结果分析7.4 本章小结8 总结8.1 全文总结及主要贡献8.2 工作建议及展望致谢参考文献附录 1 攻读学位期间发表论文目录附录 2 英文缩写对照表
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