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超宽带技术(Ultrawideband,UWB)是一种无线通信技术,它具有传输速率快、通信距离短、发射功率低、保密性较好等特点,因而被认为是一种非常有前途的新兴技术。由于传统的UWB信号为射频信号,在空气中传播时损耗非常大,极大的限制了UWB技术的应用范围。而光纤具有容量大、损耗小等优良特性,通常我们使用光纤来进行信号的远距离传输。若让UWB信号在光纤上进行远距离传输,可以使UWB技术的应用范围得到极大的拓展。若使用全光的方式产生UWB信号,有利于UWB信号的发生系统和远距离传输系统得到进一步的简化和更好的兼容。目前对于光学UWB脉冲产生的研究中,脉冲极性可切换、脉宽和射频谱可调谐的方案较少,没有在单一波长上实现全光UWB脉冲可调和可切换的发生方案,而在单一波长上产生UWB的信号的优势在于信号均在同一波长上,在光纤中传输速率一致,故信号在传输过程中不会走离,且减少了器件的使用,系统会更为简单,因而需要在此方面做更深入的研究。本文利用SOA的波长转换在单一波长上构造了可调和可切换的全光UWB发生方案,实现了UWB信号脉宽和RF频谱的可调,以及脉冲极性的可切换,主要内容和结果如下:(1)光学单一波长上可调可切换UWB脉冲传输模型的建立及产生方案的设计以半导体光电子学理论为基础,依据增益动态方程和光场传播方程,并将传输过程数值化,建立SOA中超宽带信号的传输模型。并在此基础上,根据SOA中XGM效应的作用特点,利用SOA和可调延时线等器件,对两路信号进行延时组合,设计出光学单一波长上可调可切换的一阶和二阶UWB脉冲产生方案。(2)光学单一波长上可调可切换UWB脉冲产生的仿真将之前设计的方案带入模型进行MATLAB仿真计算,得出输出信号的时域及频域仿真结果,实现了一阶和二阶UWB信号极性可切换、脉宽和RF频谱可调。(3)光学单一波长上可调可切换UWB脉冲产生的实验研究根据设计并优化好的方案进行实验研究,在实验中分别产生了一阶和二阶光学UWB脉冲,得出输出信号的时域及频域结果,实现了一阶和二阶UWB信号极性可切换、脉宽和RF频谱可调,且与此前的仿真结果基本吻合。另外还进行了信号20 km光纤传输实验,信号经传输后脉宽在可接受范围内有所展宽。