SOA交叉增益调制及发射组件互换性特性研究

论文摘要

基于半导体光放大器的交叉增益调制（SOA-XGM）全光波长转换器（AOWC）有许多优点,诸如结构简单,易于和其它光电器件集成,响应速度快,变换频域宽和偏振不敏感,在波长转换同时可以将转换后携带信号的光波进行放大,因此引起人们的关注,成为光通信器件研究领域里的热点。 本文先从SOA-XGM型波长转换器模型和SOA分段模型出发,利用载流子速率方程以及信号光和探测光在SOA中的传输方程,对SOA内部载流子浓度变化规律和波长转换器输出消光比退化做仿真研究;搭建SOA-XGM全光波长转换器实验系统,实现从1530nm到1550nm向上转换20nm的波长转换;同时,利用相位渗透理论,数值计算了垂直腔半导体光放大器（VCSOA）中的有效腔长。研究结果表明:为提高SOA响应速度,应增加SOA偏置电流和输入光功率;为提高输出消光比,应选择大功率信号光、小功率探测光以及适当的波长转换间隔和向下转换方式;在分布布喇格反射器（DBR）相对折射率差为0.05到0.2范围内,相位渗透深度变化比较快,且随DBR周期数增大而增大;有效腔长使实际增益峰值比F-P腔简化模型的预测值要小,但对半值全宽带宽的影响相对较弱。 根据飞通光电品质部反映发射组件性能差的情况,通过实验对组件中的互换性问题和相对强度噪声进行测试,讨论了单模光纤中极短距离内的基模形成情况的规律。测试数据表明:提高LD的光场分布与光纤基模的匹配度和插芯长度都可以控制互换性问题。这些分析和结果对发射组件封装有一定参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 波长转换器来历
• 1.3 SOA的结构特点
• 1.4 SOA-XGM型波长转换器的研究现状
• 1.5 论文的结构与研究成果
• 1.5.1 论文的结构
• 1.5.2 论文的工作及成果
• 第2章 模型理论及仿真研究
• 2.1 引言
• 2.2 波长转换器模型和分段模型
• 2.2.1 SOA-XGM型波长转换器模型
• 2.2.2 SOA分段模型
• 2.3 波长转换器的特性分析
• 2.3.1 SOA内部载流子
• 2.3.2 SOA输出消光比
• 2.4 小结
• 第3章 全光波长转换器的实验和探索
• 3.1 引言
• 3.2 SOA-XGM型波长转换器实验
• 3.2.1 全光波长转换系统建立
• 3.2.2 实验数据和分析
• 3.3 新型垂直腔发导体光放大器
• 3.3.1 新型VCSOA模型
• 3.3.2 VCSOA中有效腔长的理论分析
• 3.4 VCSOA-XGM型波长转换器
• 3.5 小结
• 第4章 光发射组件中的互换性和RIN测试
• 4.1 引言
• 4.2 互换性
• 4.2.1 互换性问题出现
• 4.2.2 互换性测试实验方法
• 4.2.3 互换性问题分析
• 4.2.4 互换性问题结论
• 4.3 发射组件的RIN测试
• 4.3.1 组件RIN
• 4.3.2 RIN产生机理及影响
• 4.3.3 组件RIN测量方法
• 4.4 小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文