基于SOA中XGM效应全光超宽带信号源的研究

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超宽带(UWB)是一种利用超短脉冲传输信息的无线通信方式,具有良好的抗干扰性能、极高的传输速率、良好的保密特性、极低的发送功率等诸多优点,因此,自2002年美国联邦通信委员会(FCC)批准UWB技术民用以来,人们越来越关注对UWB技术的研究。由于UWB信号发射功率极低,有效传输距离很短。针对UWB射频技术传输距离短的不足,人们提出了基于光纤的UWB(UWB-over-Fiber)技术。UWB-over-Fiber不仅可以有效延伸UWB信号的有效传输距离,而且可以和现有的光网络完美地融合,是未来最有前景的无线接入方式之一。全光UWB信号源是实现UWB-over-Firber关键技术之一,本文基于半导体光放大器(SOA)中交叉增益调制(XGM)效应,提出了几种结构简单、性能良好的全光超宽带信号源技术,并对方案进行研究分析。具体工作如下:(1)介绍UWB技术的发展历史,综述了全光产生和调制UWB信号技术的种类和研究概况。(2)介绍了SOA的理论基础。推导出了SOA中的基本方程,介绍了常用的SOA数值模型,给出本文采用的SOA数值模型,并介绍其求解思路。(3)提出一种利用SOA中的XGM效应实现了全光超宽带高斯单边信号(monocycle)脉冲的方案。对该方案进行仿真,研究了光源功率和波长、SOA注入电流、输入脉冲宽度对输出monocycle脉冲的影响。对方案进行改进,同时实现两种极性的monocycle脉冲,研究了光源波长对两种极性的monocycle脉冲的影响。(4)提出一种基于SOA中的XGM效应实现了全光超宽带高斯双边信号(doublet)脉冲的方案。对该方案进行仿真,研究了光源功率和波长、SOA注入电流、输入脉冲宽度等系统参数对输出doublet脉冲的影响。(5)提出一种基于SOA中XGM效应实现全光超宽带脉冲振幅调制(PAM)的方案。对该方案进行仿真,使用眼图分析方法,研究了光源功率、SOA的注入电流和光源波长对超宽带PAM信号的频谱特性、时钟提取、码元判决的影响。
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