基于单端SOA的全光波长转换器的模块化研究

论文摘要

全光波长转换器（AOWC）是下一代智能光网络中的关键器件。要最终实现AOWC在光网络中的应用,进行AOWC 的模块化研究,实现对其工作参数的监测和控制具有重要的意义。本文在国家高技术研究发展计划（863-2002AA312160）和武汉市科技攻关光通信专项（2002100513013）项目的资助下,完成了基于单端半导体光放大器（SOA）的AOWC 模块化设计和制作,主要研究内容和成果包括以下几个方面: （1） 综述了AOWC 的实现方案,重点分析了基于SOA 交叉增益调制的AOWC 的工作机理。提出了基于单端SOA 的波长转换器模块化设计的总体方案。（2） 在比较各种电路特性的基础上,设计并制作了SOA的精密温控和恒流驱动电路、DFB-LD 的精密温控和恒流驱动电路和单片机控制电路,制作的电路表现出很好的稳定性和可靠性。提出了对波长转换的转换效率实施监控,实现SOA 的自动增益调整的方案。（3） 完成了单片机控制系统软件的程序设计,实现了数据采集、状态判别、串口通信和参数设定功能。用Visual Basic 编写了PC 机上相应的界面和控制程序,实现了串口通信、状态显示和参数设定的功能。软件运行稳定,通信正常。（4） 对制作出的波长转换模块进行了性能测试。实际测试了驱动电流的准确性和稳定性、温度控制电路的准确性和稳定性以及波长转换的输出性能参数。结果表明,研制的波长转换模块具备直观、便于控制、集成度高和精确度高的优点。（5） 该模块已通过湖北省电子产品质量检测所的现场测试,测试结果:转换速率10Gb/s,输出消光比大于10dB,转换工作范围大于30nm,开关插入损耗小于0dB。参与的武汉市科技攻关项目已通过武汉市科技局组织的专家鉴定。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 全光波长转换器的作用和研究的意义
• 1.3 全光波长转换器（AOWC）的实现机理
• 1.4 基于单端XGM-SOA 波长转换器的模块化
• 1.5 本论文的主要工作
• 2 波长转换器模块的硬件设计
• 2.1 波长转换器模块硬件设计的任务
• 2.2 SOA 和DFB-LD 的驱动电路
• 2.3 SOA 和DFB-LD 的温度控制电路
• 2.4 基于ADuC812 单片机控制电路
• 2.5 波长转换参数（效率）的监控电路
• 2.6 本章小结
• 3 单片机和PC 控制系统的程序
• 3.1 单片机控制系统的功能及流程框图
• 3.2 单片机控制系统的程序
• 3.3 PC 上控制系统的功能及流程框图
• 3.4 PC 上用VB 编写的控制系统的界面
• 3.5 本章小结
• 4 波长转换模块的性能测试
• 4.1 恒流驱动电路的精确性和稳定性
• 4.2 温控电路的精确性和稳定性
• 4.3 单片机采集数据的精确性和稳定性
• 4.4 单片机设定的参数的精确性和稳定性
• 4.5 波长转换效果
• 4.6 本章小结
• 5 全文总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间发表论文目录
• 附录2 攻读学位期间取得的科研成果
• 附录3 波长转换光开关鉴定结果
• 附录4 波长转换模块实物图和电路实物图