论文部分内容阅读
控制光纤中光的传播速度对于实现全光通信中具有重要意义。在现有的光纤通信网络中,由于存在着过多的光-电、电-光转换过程,使目前的光通信网络不能充分利用光纤通信的带宽优势。为了进一步提高光纤通信的速率,人们迫切渴望实现全光通信。而实现全光通信的关键是实现光速的可控调节(减慢),称之为慢光。目前实现光速减慢的方法主要有:电磁诱导技术(EIT)、相干布居振荡技术(CPO)、受激拉曼散射技术(SRS)以及受激布里渊散射技术(SBS)。
受激布里渊散射(SBS)是光纤中一种最常见的非线性效应,将其应用在慢光领域具有其他技术无可比拟的优势。光纤中基于受激布里渊散射技术的可控慢光具有诸多优点,例如:在室温下易于实现、群速度延时时间可控、所需阈值功率低、波长可调谐、可与现代光通信网络实现兼容等,因此SBS技术成为目前慢光领域研究的热点。
本论文是在天津市自然科学基金(08JCYBJC14400)、国家科技部973计划项目(2010CB327605)的支持下完成的。主要内容包括:
1.系统介绍了目前慢光领域的研究进展,对各种实现慢光的技术如电磁诱导技术(EIT)、相干布居振荡技术(CPO)、受激拉曼散射技术(SRS)以及受激布里渊散射技术(SBS)的原理及研究进展做了详细阐述,并对其优缺点做了比较分析。
2.对光纤中基于受激布里渊散射(SBS)技术的可控慢光技术做了系统介绍,对光纤中SBS发生的机理进行了详细阐述。从理论上研究了光纤中基于SBS的慢光和快光的产生原理,分析讨论了脉冲在传播过程中发生畸变的原因,并对利用受激布里渊散射实现慢光的一种典型结构做了分析说明。
3.对基于光纤中SBS可控慢光的多级延时系统结构做了系统研究,提出了一种可以显著提高延时时间、提高泵浦光利用率的新型慢光多级延时结构。实验结果表明,50ns的脉冲经过两级延时,最终获得了78.55dB的非饱和布里渊增益和90.552ns的延时,并且使泵浦光利用率达到了96%。
4.设计研究了一种通过直接调制展宽SBS增益谱的新型结构。经过实验仿真的结果表明,在相同的注入电流下,通过采用该结构对激光器进行直接调制后,得到的激光器的功率谱带宽为11.2GHz,与用单路伪随机序列调制得到的3.9GHz的功率谱带宽相比,可调谐范围更大。在10GBit/s的伪随机序列的调制下,用该方法测得SBS增益谱带宽达到11GHz,在16dB的布里渊增益下,100ps的脉冲信号延时了54ps,脉冲展宽约为45%,相对延时为0.54。