波长变换
九、全光波长变换器
2007-2-27
受激喇曼散射
• 受激光喇曼散射是光波与二氧化硅分子的振动模之间的相 互作用的结果。如果一个具有hv1能量的光子入射到振动 频率为Vm的分子上，分子能从光子中吸收一部分能量。 在相互作用中发生了散射，从而产生了一个较低的频率V2 以及相应的能量hv2的光子。
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全光波长变换器的作用和要求（3）
• 在OADM 和OXC中可实现不同波长间的交换的功能，结 构复杂，需要进行光电和电光转换，存在瓶颈效应。 • 在OADM、OXC中引入波长变换器，OADM保存自身功能， 还能使承载的业务转承于本地的非标准波长上。 • 对于OXC采用两种交换：空间交换和波长交换。 • 空间交换：波长选路或波长交叉连接。 • 波长交换：把信号从一个波长变换导另外一个波长上。可 重构选择节点建立端到端的虚波长通路，实现光连接。
2007-2-27
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4
全光波长变换器的作用和要求（4）
• 目前系统中使用的波长变换，主要是光/电、电/光 波长变换。但是这种波长变换不太适合大容量光 网络的应用（如对信号格式和调制速度不透明、 系统难以升级和转换速度受限等），必须寻求不 经过电域转换、直接在光域上进行的WC，即全 光波长变换（AOWC）。
2007-2-27
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基于半导体光放大器的AOWC（1）
2院
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基于半导体光放大器的AOWC（2）
2007-2-27
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SOA——FWM波长变换
2007-2-27
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全光波长变换技术及其在DWDM网络中的应用
２ Ｊ ｎｓ ｅ ｃｍ Ｓｉ ｃ ｄＴ ｃｎｌ ｙＲ Ｄ Ｉｓｔｔ Ｃｍｐｎ ｉｉ ｄ Ｎ ｊ ｇ １０ ２ Ｃ ｉａ ．ｉ ｇｕＴ ｌ ｏ ｃｅ ｅａ ｅｈｏ ｇ ＆ ｎｔｕ ｏ ａｙＬｍ ｔ ， ａ ｉ ０ １ ， ｈ ） ａ ｅ ｎ ｎ ｏ ｉｅ ｅ ｎ ｎ２ ｎ Ａｂｔ ｃ：ｈ ｃｎｌ ｙｏ ｌ Ｏ ｔ ａ Ｗａｅ ｎｔ ｏｖｎ ｒ Ａ ＷＣ ｓ ｎ ｆｈ ｅ ｃｎｌ ｉ ＷＤ ｙｔ ｓｒ ｔＴ ｅｔ ｈｏｏ ｆ ｌ ｐｉ ｌ ｖｌ ｇ Ｃ ｎｅ ｅ （ Ｏ ）ｉ ｏｅｏ ｔｅｋｙｔ ｈｏ ｇ ｓｉ Ｄ Ｍ ｓｓ ｍ．Ｉｃｎ ａ ｅ ｇ Ａ ｃ ｅ ｈ ｅ ｏｅ ｎ ｅ ｔ ａ
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ｍａｎｓｒ ａ ＡＯＷ Ｃ．Ｔｈ ｎ ｉ ｅ ａ ｏ ａｅ ｈ ｐｐ ｉａｉｎ ｏ ｉ ｔｅ ｍ ｅ ｔ ｌｂ ｒ ｔｓ ｔｅ ａ ｌｃ ｔｏ ｆＡＯＷ Ｃ ｎ ＤＷ ＤＭ ｔ ｒ ｉ ｎｅｗｏ ｋ．
Ｋｅ ｒ ｓ ＤＷ ＤＭ ；ＡＯＷＣ；ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： ｐｌ ｔ ｃ ｏ
系统 的 性 能 有 较 大 的 限 制 。 因 此 ， 集 波 分 复 用 密
于它们 的携带 波长 。在若 干个 Ｄ Ｍ 网络 互 连互 通 ＷＤ 时 ， 别是在 业务 量非 常 大 的节 点 处 ， 然会 出现 波 特 必
长 阻塞和 冲突等 问题 ， 此提 出 了 Ｄ Ｍ 网络 的互 因 ＷＤ
全光网中的波长变换技术
全光网中的波长变换技术摘要提出了利用光纤激光器及饱和吸收体进行波长变换的方法，并对其设计和性能进行了介绍，对其优缺点进行了分析，并指出了全光波长变换在全光通信网中的应用前景。
关键词全光波长变换增益饱和饱和吸收体1、引言在含有波长变换器的网络中，光通道能在不同的链路上用不同的波长而建立，从而大大提高网络的灵活性，消除光通道的波长冲突。
引入波长变换技术，可以实现波长的再利用，更有效地进行路由的选择，降低网络阻塞率，提高WDM网的灵活性和可扩充性。
2、波长转换技术最初的波长变换器是光/电/光型波长变换器，即光信号经光/电转换成电信号，电信号再调制所需波长的激光器，是目前一种非常成熟的波长变换器，可实现3R(定时、再生、整形)功能，且具有输入动态范围较大、不需光滤波器、对输入偏振不敏感等许多优点，但由于EDFA 在光纤通信系统中的大量使用以及光电变换中的电子瓶颈问题，为了尽量保持光层的透明性，避免光/电变换，因此现在主要致力于全光波长变换器的研究。
目前已提出的全光波长变换技术主要有基于半导体光放大器(SOA：semiconductor optical amplifier)的交叉增益(XGM)调制、交叉相位(XPM)调制、四波混频(FWM)效应，基于非线性光学环境(NOLM)，基于光纤中的四波混频(FWM)效应及基于激光器来实现波长变换。
其中基于交叉增益(XGM)调制的波长变换技术是目前研究最深入，也是最成熟的技术，利用了SOA的增益饱和效应，实现了信号光和连续激光的反相调制，相关的报道也很多，这里不再赘述。
利用激光器来实现波长变换的方法很多，其中有基于光纤光栅外腔半导体激光(FBG-ECL)的波长变换、基于光纤激光器的波长变换以及基于可饱和吸收体的波长变换。
2.1基于光纤光栅外腔半导体激光(FBG-ECL)的波长变换波长变换器的结构如图1所示。
即将信号光直接注入到F-P腔激光器中通过增益饱和效应来调节谐振波长的增益大小，将信号光中的码流信息直接调制到探测光中，并使用光纤光栅窄带滤波器实现探测波长高透、单频谐振输出，从而能够实现信号的波长转换，对连续运转激光器进行高速的直接光调制。
光电子器件论文--SOI波导光波长转换器
光电子器件论文SOI波导光波长转换器的基本原理及特性学院：信息科学与工程学院年级专业：光信息科学与技术学生姓名：学号：SOI波导光波长转换器的基本原理及特性一、引言光波长转换器主要用来增加网络的传输带宽和传输距离，并大大降低网络扩容的成本。
它可以使网络容量在不影响原有业务的情况下迅速成倍地增加，同时大大提高网络的安全性。
它具有光中继、波长转换、传输介质在单模光纤与多模光纤之间转换等等功能。
它适用于在10Mb/s～2.5 Gb/s速率范围内各种数字信号(SDH、ATM、以太网、光纤通道)和模拟信号在光纤中的复用传输和波长转换。
随着大规模集成器件的广泛应用，人们在关注器件性能的同时，也越来越在意器件的小型化以及与微电子器件的兼容性。
Silicon-on-insulator(SOI)材料是一种新型的硅基光电子材料，是近年来很热门的一种先进的光子集成技术，其制作工艺与微电子标准CMOS工艺兼容性好，不仅能大大降低成本，而且还能实现与硅基微电子电路的单片集成。
SOI 波导是指在SOI上形成的截面尺寸为亚波长量级的光波导。
Si 芯层和SiO2包层之间大的折射率差异(Δn=2)使得SOI 波导对光场有很强的限制作用，波导的弯曲半径可以小到微米量级，这就为波导器件的小型化和高密度集成化提供了巨大的便利；同时，波导中传输的光功率密度也会得到增强，由此还会出现一些在弱场情况下不易出现的新性质，如受激Raman 散射(SRS)、四波混频(FWM)、双光子吸收(TPA)等非线性光学效应，从而可以用来制作某些非线性光学器件。
全光波长转换器是光交换网络中一种关键的功能器件，利用波长转换可以实现网络中的虚拟波长通道，提高波长的重用率以及网络的灵活性和可扩展性。
二、基本原理将角频率为 p ω的泵浦光与角频率为sω的信号光同时耦合进入硅波导，在硅波导中将产生四波混频(FWM)参量过程。
在此过程中，泵浦光的能量逐渐转移到信号光sω和闲频光i ω(ωi = 2ωp -ωs )，进而可利用产生的闲频光来进行波长转换所示。
光再生技术与光路可控技术-波长变换
掺稀土元素光纤放大器是激光技术与光纤制造技术结合的产 物，它是利用在光纤中掺稀土元素后的增益机制实现光放大 的。其中掺铒光纤放大器（EDFA）是最成熟的一类掺稀土 元素光纤放大器。
掺铒光纤放大器工作原理:
在泵浦能量（电或光）的作用下，实现 粒子数反转（非线性光纤放大器除外）， 然后通过受激辐射实现对入射光的放大。
要求：具有很低的噪声系数，以提高接收机的灵敏度，对
增益和输出功率要求不高。
EDFA工作波段的拓展
EDFA的带宽不够大，只在1530~1565nm（即传统的C波段） 才有较大且平坦的增益，因此应用于宽带传输系统有很大的 局限性。
随着技术的发展，利用EDFA对L波段（1570~1610nm）实现 放大的技术已经走向成熟并且商用。 目前主要采用碲化物EDFA来拓展EDFA的放大带宽。
3光整形技术
利用较长的DSF使脉冲的偏振随机化，也可实现偏振无 关。 还可采用扭转色散位移光纤，消除NOLM的偏振特性。
4.3.2 基于半导体光放大器的光判决门
以SOA为基础的MZI与MI判决器的结构图P69。 这种判决器的缺陷主要在于载流子的恢复时间限制了 MZI/MI开关的工作速度，造成再生信号脉冲展宽，限 制了其级联能力； SOA的增益压缩效应导致MZI的两臂的不平衡，降低 了干涉仪的消光比。
要求：输出功率足够大，以增加跨距段距离，对增益要求
并不是很高。
（2）线路放大器（OLA）：用在光纤传输链路中，用于补 偿线路传输损耗，延长传输距离。
要求：有足够的增益、较低的噪声，以避免放大级联所造
成的噪声积累。
EDFA在系统中的应用
（3）前置放大器（OPA）：用在系统接收端，用于提高光 接收机灵敏度。
波长变换技术
波长变换技术
嘿，朋友们！今天咱来聊聊这个超厉害的波长变换技术呀！
你说这波长变换技术，就像是一个神奇的魔法棒。
它能把光的波长变来变去，就好像孙悟空七十二变一样！你想想看，光本来是这样的一种状态，通过波长变换技术，一下子就变成了另一种完全不同的模样，这多有意思啊！
比如说，在通信领域，这技术可就派上大用场啦！它能让信号传输得更稳定、更高效。
就好比是给通信修了一条特别顺畅的高速公路，信息在上面“嗖嗖”地跑，一点阻碍都没有。
没有它的话，那信息传递不就跟蜗牛爬似的，急死人啦！
在医学领域呢，它也能大展身手。
可以帮助医生更准确地诊断疾病，就像是给医生配了一双超级厉害的“透视眼”，能看到我们平常看不到的东西。
这多牛啊！能拯救多少人的生命呢！
再看看我们的日常生活，很多科技产品也都离不开波长变换技术呢。
那漂亮的灯光效果，不就是它的功劳嘛。
要是没有它，那灯光得多单调啊，哪还有现在这么丰富多彩的世界呀。
你说这波长变换技术是不是特别重要？它就像一个默默无闻的幕后英雄，一直在为我们的生活变得更美好而努力着。
它虽然不被我们大多数人所熟知，但却在各个领域发挥着巨大的作用。
我们每天享受着它带来的便利，却可能都不知道这是它的功劳呢！
而且啊，随着科技的不断进步，波长变换技术肯定还会有更多更厉害的应用。
说不定以后它能让我们的生活发生翻天覆地的变化呢！我们就
等着瞧吧！反正我是对它充满了期待，你们呢？这不就是科技的魅力所在嘛，总是能给我们带来惊喜，让我们的生活变得越来越精彩！它就像一道光照亮了我们前进的道路，让我们能走得更远、看得更高。
所以啊，可别小看了这波长变换技术，它真的是太了不起啦！。
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by 付妍
Q么是波长变换
A：将信息从承载它的一个波长 上转到另一个波长上
Q：为什么要研究波长变换？
A：1，适合系统
2，提高利用率 3， 协调统一
Q：怎么实现波长变换？
Q：波长转换的前景？
• 实验室中的高速波长转换技术离实用化还相距甚远，面临 许多挑战。 • 对于下一代高容量光网络，波长转换将是光交换的一部分。 在这些波长转换技术中，最终谁将胜出，在一定程度上也 取决于网络的体系结构。 • 波长转换器件的应用不只局限于光网络。从更广的视角看， 波长转换器相当于一个信号处理器，能够输入、输出和加 载控制信号，就如同真空管时代的晶体管和三极管，因此 波长转换器将具有更广阔的应用空间。