全光波长变换和频率上变换技术的研究
基于多段光纤链路的全光波长变换中的四波混频效率
由（ ） 可得第 段 光纤 中 的 四波 混频 光场 分量 为 ： ４式
—
（ 。 Ｅ ｘ一 ａ）二 与 … ｅ（ Ｌ ） Ｅ ｐ ｌ
（ ｐ 一 ）］ Ｄ ［ 一 Ｌ× （１ ｅ ｘ ａ 。
唧（１ １ 一
＝： ＝
小｛ｐ 一一 ）］ｐ 专 ｍ 一ｅ［１ ａ Ｌ 、 １ ｘ．（ 【Ｌ ｉ Ｊｘ 一 ／ 一 （ 也 ｅ一
１
［ ：竺 口 二 ］ 二 （ ＋ 墨］
为第 段 光纤 的相位 匹配． 在
ｍｅ ＬＸ １ ） 耋 ［ｃ ｐ ｍ Ｘ＝ ］（ ， Ｉｐ 一 也 Ｌ ｃ Ｊ ｅ一 ｛ 耋 、 １ 一
其 中 Ａ 为光 纤有效 面 积 、 ａ为光纤 的衰 减系数 、 为第 ｍ 段 光纤 的长度 、 Ｌ
光 纤零色 散波 长附 近相位 失配 可表示 成 ：
＝ 一
ｓ ［ 一 Ｊ ＋ （ 一 Ｊ］ 一 ） ＝ｆ ） 。 （ 。 ） 。 （ ） （ － ｓ，
（） ８
其中，
因此光 纤链路 输 出端 的 四波 混频 光场 为 ：
Ｅ （ － ｃ — …
一
∑ ｅ［１ ａ／ Ｎ ｘ （ － ｐ－ ｍ－ ￣
１ 一１
）
Ｊ
（ ６ ）
收 稿 Ｅ期 ：０ ６ ２ ８ 修 回 日期 ：０ ７ ５ ５ ｔ ２ ０ —１ —２ ； ２ ０ —０ —１ 基金项 目： 山东 省 自然 科 学 基 金 （０ ６ Ｇ２０ ０ ２ ２０Ｇ ２１０）
摘 要 ： 利用推导出的由多段光纤构成的光纤链路中的四波混频效率公式， 找出了其影响全光波长变换的四
波 混 频 效 率 的 因 素 ， 而 利 用 Ｍａｌ 进 ｔ ｂ成 功 模 拟 出 了任 意 多 段 光 纤链 路 的 四波 混 频 效 率 ． 过 调 节 影 响混 频 效 率 的 各 ａ 通 种 参 数 值 ， 到 了获 取 最 佳 混 频 效 率 的 取 值 范 围 ， 一 步可 获得 稳 定 的 波 长 变 换 效 率 ． 找 进
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
ａｓ ａｉｆ ｈ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔ ｏ ｔ ｒ ｙ ａ ｃ ｒｕ ｅ ａ ｓｇ ｍｅ ｔ ｎ ｔ ｅ ｆ ｓ ，ｔ ｉ ａ ｔ ｌ ｎ ｒｄ ｃ ｓ ｔｅ ｍａｎ ｐ ｉ ｃｐ ｅ ｆｓ ｍｅ ｌｏ ｓ ｔ ｙ ｔ ｅ ｒ ｑ ｉｅ ｎｓ ｆ ｕ ｕ ｅ ｄ ｎ ｍｉ ｏ ｔ ｓ ｉ ｓ ｆ ｎ ｎ ．Ｉ ｈ ｒｔ ｈｓ ｒ ｃｅ ｉ ｔ ｕ ｅ ｈ ｉ ｒｎ ｉｌ ｓｏ ｏ ｉ ｉ ｏ
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
基于四波混频效应的波分复用全光网络波长转换器研究的新进展
基于四波混频效应的波分复用全光网络波长转换器研究的新进
展
佚名
【期刊名称】《光学与光电技术》
【年(卷),期】2009(7)6
【摘要】本刊讯目前的全光波长转换器很难同时做到100Gb／s以上的工作速率，对信号幅度和相位透明，并具有100nm以上的输入和输出带宽。
因此设计满足未来超宽带，超高速率，对新型调制格式透明的WDM全光波长转换器成为波分复
用技术（WDM）和全光网络融合的关键。
武汉光电国家实验室光纤网络器件与技术研究团队的崔晟研究小组将光纤超快四波混频效应（FWM）应用于WDM波长转换器的设计，并结合光子晶体光纤技术，在诸多重要性能指标上都获得了突破，可以同时满足以上所有要求。
【总页数】1页(P17-17)
【关键词】全光波长转换器;波分复用技术;四波混频效应;全光网络;光纤技术;国家
实验室;工作速率;相位透明
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.11;TN929.1
【相关文献】
1.基于四波混频效应的全光波长转换器 [J], 谭艺枝;向望华;杜荣建
2.基于简并四波混频的偏振复用全光整形研究 [J], 田丰沣;武保剑;周恒;邱昆;;;;
3.基于半导体光放大器中四波混频效应的正交双泵全光波长变换 [J], 王肇颖;李智勇;胡智勇;包焕民;贾东方;葛春风;李世忱
4.基于半导体光放大器的四波混频型全光波长转换器 [J], 刘威;孙军强;黄德修;徐红春
5.基于太赫兹光解复用器-四波混频效应的全光异或门方案 [J], 段杰;谢小平;段弢;温钰
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交叉增益调制型全光波长转换器频响特性的小信号分析
是非对称的抛物线型, 根据实验的经验值, 增益系数可表达为 [ 8 ]:
g i (N ) = a (N - N T ) 2 3 Κ Κ Χ 1 (Κ i p) + Χ 2 (Κ i p ) ( i = 1, 2 )
( 4)
式中 a 为材料的增益系数; Χ 1、 Χ 2 为经验值 ( 如表 1 所列) ; N T 为半导体光放大器透明载流 子密度; Κ . 半导体光放大器偏置电流的变化, 形成载流子密度的变化, 造成 p 为增益峰值波长 半导体光放大器增益谱的峰值波长的变化. 一般情况下, 随着注入电流的增加, 光放大器的 增益峰值波长将发生蓝移; 注入泵浦光和探测光的光强的增强都会更多地消耗半导体光放 大器的载流子, 从而使增益谱的峰值波长发生红移. 峰值波长与载流子密度 N 的关系可表 示为[ 8 ]: Κ k 0 (N - N T ) p = Κ 0 ( 5)
1 引言
波分复用 (W DM ) 技术能使多个载有信息的光波耦合进入同一单模光纤传输, 明显地 提高了光纤传输信息的容量. 通信容量的增大, 用户数目的增多, 导致光通信网络节点数目 的增加. 但是在 W DM 的通信系统中, 由于受到光纤损耗和色散所决定的传输窗口以及激 光器的光谱宽度、 探测器的探测带宽的限制, 载波的波长数目不可能与光节点数同步增长 . 同一载波波长在同一节点处作不同路由选择时将导致波长瓶颈, 形成信息阻塞. 波长转换器 是完成将信息从一个载波波长到另一个载波波长的转换. 通信网络中采用波长转换器, 能使 参与波分复用的波长数目减少, 使网络组建、 子网管理更具灵活性与兼容性 [ 1, 2 ]. 利用半导体 光放大器的交叉增益调制[ 3 ]、 四波混频[ 4 ] 等非线性效应可实现全光波长转换. 基于半导体光 放大器的交叉增益调制 (XGM ) [ 3 ]、 交叉相位调制 (XPM ) [ 5 ] 和四波混频效应 ( FWM ) [ 6 ] 的全 光波长转换器已成为当前研究的热门. 交叉增益调制的波长转换能在 较宽的波长范围内实 现高的转换效率和波长转换的响应速率 . 本文通过建立 XGM 的波长转换的小信号理论模 型, 重点讨论波长转换频率响应特性受驱动电流、 波长转换间隔、 方向吸注入光波导内的光 功率等的影响.
全光波长变换
EDFA1 ATT pc WDM
Signal
.
pc
Pump EDFA2
SOA
OSA
图8.15利用SOA的FWM效应的全光波长变换器原理框图 Signal：带有调制的输入信号，Pump：CW泵浦信号，ATT：光衰减器， pc：偏振控制器，WDM：波分复用器，OSA：光谱分析仪，EDFA：掺铒光纤放大器
光纤通信原理与技术
全光波长变换
1.1 利用SOA的交叉增益调制（XGM）效应的全光波长变换
图8.13 利用SOA的交叉增益调制（XGM）的全光波长变换器原理框图
图8.14利用SOA的XGM的全光波长变换的典型实验结果
1.2利用SOA的交叉相位调制效应的全光波长变换
1.3.利用SOA的四波混频效应的全光波长变换
XGM
XPM
FWM
透明性
否
有限
有限
有限
严格透明
速率(Gbit/s)
10
10
40
40
>100
是否偏振敏感
否
否
否
否
是
消光比（dB） 决定于调制方式，约 10～20 5～10
15同输入信号Fra bibliotek啁啾系数
决定于调制方式
大，约 2.5～4 小，约-0.7~0.4 反转
注：3R 代表 Reamplifying（再放大）、Retiming（再定时）和 Reshaping（再整形）
2s p s p 2 p s
图8.16 利用SOA的FWM效应的全光波长变换的原理
(a) 四波混频前的信号和泵浦波
(b) 四波混频后产生的
图8.17利用SOA的FWM效应实现全光波长变换的实验结果
利用闲频光实现全光波长变换的研究
Ａｂ ｔａ ｔ Ａｌｏ ｔ ａ ｖ ｌｎ ｔ ｏ ｖ ｒ ｉｎｂ ｓｎ ｄｅｌ ｈ ｉ ｌｔｄｗｉ ｔ ｙ ｔｍ ｏ ｔ ｒ ．Ｂ ｄ ｓｉｇｔ ｅｉｊｃｉｎ ｓｒ ｃ： ｌ ｐ ｉ ｌ － ｃ ｗａ ｅｅ ｇ ｈｃ ｎ ｅ ｓｏ ｙｕ ｉｇ ｉｌ ｉ ｔｓｓｍｕａｅ ｔ Ｏｐｉ ｓｅ ｓ ｆｗａ ｅ ｙａ ｊ ｔｎ ｈ ｅ ｔ ｇ ｉ ｈ Ｓ ｕ ｎ ｏ
波长 变换 到 另 一 个 波 长 而 不 需 经 过 光／ 光 的 转 电／
（ Ｏ 中的 Ｆ Ｓ Ａ） ＷＭ 作 用 是 基 于 三 阶 非 线 性 效 应 产 生 的 ， 两 束 不 同波 长 的 光 波 同 时耦 合 进 入 Ｓ 当 ＯＡ
换， 因此它 是 未 来 基 于波 分 复 用 （ ｗＤＭ） 术 的 全 技 光 网络 的一 项关 键技 术 。它可 以有 效 地解 决 ＷＤＭ 网络 中 的波 长竞 争 问题 ， 现 动 态 波 长路 由和 波 长 实
基于准相位匹配技术的全光波长转换
一
换领域的研究热 点。因此 ， 文对准相位 本
相 对于上面介绍 的波长转换技术 而 匹配技术在全光波 长转换过程 中 的应 用 言， 利用准相位匹配 （ Ｐ ） Ｑ Ｍ 技术也能够实 作 了介绍， 分析 了基于准相位 匹配技术的
现全光波长转换 ，且具 有许多独特 的优 全光波长转换的基本原理和 实现方法 ， 并
、
引言
键 技术。它利用有限的波长资源 ， 支持不 极短 （ 飞秒量级） 所以是唯一严格意义上 领域 中应用的前景和意义 。 ，
同波 长之 间的连接 ， 以增强 网络的重构 的对信号光速率和 调制格式完全透 明的 可
二、 基于准相位 匹配技术的全光波长
能力和生存 能力 ， 提高网络 的灵活性和效 全光波长转换技术。此外 ， 该技术还具有 转换的基本原理 率。 波长 转换器件 的另一个重要用途是实 独特的多波长同时转换能力， 转换过程噪 基于准相位 匹配技术 的全光波长 转 现不同光 网络 间的波长匹配， 以把不 同 声指数极低 ， 可 转换后波 形无畸变， 并且潜 换器主要是利用 周期极化 晶体 中的二阶 波长系列产 品统一到 同一波长标准上， 实 在的可转换带宽对光纤工作波段透明， 所 非线性效应来实现波长转换的， 据此我们
基于拉曼晶体的多波长激光技术研究进展
基于拉曼晶体的多波长激光技术研究进展王晓斌;康文运;宋小全【摘要】利用受激拉曼散射效应，以拉曼晶体作为介质，可产生同轴输出的多波长激光信号，该种激光器具有结构紧凑、脉冲能量高和波长可调谐等特点，在全色激光成像与显示、光电对抗等领域有着重要的应用前景。
本文介绍了受激拉曼散射基本原理和常用拉曼激光器结构，研究了国内外基于拉曼晶体的多波长激光技术的研究进展，总结了利用受激拉曼散射产生多波长激光存在的不足。
针对目前受激拉曼散射高阶散射光较难生成，生成的多波长激光信号覆盖谱段较窄，输出功率较低，调谐方式单一等问题，提出了今后多波长激光技术发展方向。
%According to stimulated Raman scattering effect,multi-wavelength laser signal of coaxial output can be pro-duced by using Raman crystal as medium.This kind of laser has the characteristics of compact structure,high pulseenergy,tunable wavelength,etc,so it has important applications in full-color laser imaging and displaying,electro-optic countermeasure.The basic principle of stimulated Raman scattering and general Raman laser structure were intro-duced.The domestic and overseas research progressof multi-wavelength laser based on Raman crystal was presented, and the deficiencies that the stimulated Raman scattering is used to generatemulti-wavelength laser were summa-rized.For the problems that the high-order scattering light is difficult to generate,multi-wavelength laser signal covers a narrow spectrum,the output power is low,the tuning mode is single,the development directions of multi-wavelength laser technologyare proposed.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2016(046)008【总页数】7页(P923-929)【关键词】拉曼晶体;受激拉曼散射;多波长;研究进展【作者】王晓斌;康文运;宋小全【作者单位】北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094;北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094;北京跟踪与通信技术研究所，北京 100094【正文语种】中文【中图分类】TN248.1自20世纪60年代多波长激光器诞生以来,多波长激光的应用日益广泛[1-6]。
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北京邮电大学
硕士学位论文
全光波长变换和频率上变换技术的研究
姓名：薛伟琦
申请学位级别：硕士
专业：物理电子学
指导教师：林金桐
20070131
北京邮电大学硕士学位论文
为了更好的使ＳＯＡ可以应用于高速的波长交换系统中，近些年来已经提出了一些改进的技术。
其中最根本的加速载流子恢复的方法应该是选择合适的半导体材料并且通过设计新型的ＳＯＡ微结构来实现。
但是这种方法不可避免地会提高ＳＯＡ的成本，而且目前来说这种方法在实现上有些困难。
最近［２５］中报道了一种新型、简单的结构能大幅度的提高ＳｏＡ在高速波长变换中的性能。
这种方法的基本实验装置如图３．４．２所示。
ｐｒｏｂｅ∞ｎｖｅｒｌｅｄｐｒｏｂｅ
图３．４．２滤波器辅助的波长变换系统框图
在这种实验方法中，最重要的部分是光带通滤波器，通过将滤波器的中心波长偏置在探测波长的蓝移分量处可以很好的提高高速信号，例如１６０Ｇｂ／ｓ，波长交换后的信号性能，大大改善ＳＯＡ在实现４０Ｇｂ／ｓ或者１６０６ｂ／ｓ波长变换的性能。
利用已有的模型，对１６０Ｇｂ／ｓ的波长变换进行了详细的研究。
这罩探测光功率和波长分别为一０．８ｄＢｍ和１５４８．４ｎｍ，泵浦光的功率是３．１ｄＢｍ，波长为１５５３．６ｎｍ。
辅助滤波器为高斯型滤波，３ｄＢ带宽为１．０５ｎｍ，滤波器的中心波长从１５４７．８ｎｍ到１５４８．６ｎｍ之间可调。
图３．４．３给出了变换后信号的眼图张丌度与滤波器中心频率之阃的变化关系。
由图可以看出在探测波长１５４８．４ｎｍ的蓝移分量处，存在一个最佳的眼图张歹Ｆ度，也就是说通过合适的调节滤波器的工作波长可以大大的提高波长变换后信号的性能。
这一仿真结果与已经报道的实验［２６］很好的吻合。
图３．４．３眼图张开度随滤波器中心波长的变化
下面我们对这一现象进行初步的解释，图３．４．４给出了探测光在经过ＳｏＡ波长变换后信号的增益和啁啾的演化曲线。
从图中我们可以看到：】下啁啾即蓝移啁啾总是与增益增长同时出现，而红移啁啾则总是与增益的衰减相对应。
因此我们主动的选择输出信号的蓝移分量就相当于加速了载流子的恢复，从而可以提高
北京邮电大学硕上学位论文
２．５ＧＨＺ
１０
ＯｓｃｉｌｌｏｓｃｏｐｅＰＤＰＢＳ
图４．１．１利用ＳＡＯ中的ＮＰＲ实现全光频率上变换的实验装置图图４．１。
３给出了两路信号同时频率上变换后的信号眼图，从图中可以看出，４０６Ｈｚ载波对２．５ＧＨｚ信号的调制深度很小，也就是说，经上边换后信号的消光比严重降低。
这说明实验中用的ＳＯＡ并没有完全实现对探测光的偏振旋转，通过前一章对ＳＯＡ的分析，我们可以确定造成这一原因的就是载流子的恢复时问较长，就造成了４０ＧＨｚ载波对探测光偏振旋转效应的下降。
因此我们对１５３８．５４ｎｍ的信号光进行了２４Ｇｔｔｚ的全光频率上变换，图４．１－４给出了变换后的时域波形图，从图４．１．３（ａ）与图４．１．４的对比可以看出，对于较低速率的光载波来说，ＳＯＡ可以很好地利用非线性偏振旋状效应来实现全光的频率上变换。
这同时也说明通过提高ＳＯＡ中的载流子恢复速度，可以将ＳＯ＾应用于高速的ＲＯＦ系统中。
（ａ）（ｂ）
图４．１．２‘８泼用后的４０８ｆｔｚ光载波时域波形（２０ｐｓ／ｄｉｖ）；（ｂ）ｊｉｒ八ｓｏ＾的波长为１５３８．５４ｔｉｎ
的删信号眼图（１００ｐｓ／ｄｉｖｋ
北京邮电大学硕士学位论文
图４．１．３（ａ）频率上变换后１５３０．５４ｎｍ信号眼图（１００ｐｓ／ｄｉｖ）；（ｂ）频率上变换后１５４０．２５ｎｍ
信号眼图（１００ｐｓ／ｄｉｖｋ
图４．１．４波长１５３８．５４ｎ，ｎ的全光频率频率上变换后的时域波形（５００ｐｓ／ｄｉｖ）４．２基于高非线性光纤（ＨＮＦ）的实现方案
４．２．１实现原理
光克尔效应是非线性现象中的一种重要的效应。
自从１９７３年［２７１在光纤中首次观察到光克尔效应以来，就引起了人们的极大关注。
在光克尔效应中，用一束强泵浦光引起的双折射来改变弱探测光在各向同性的非线性介质中的传输，包括光纤。
基于这种效应制成了光克尔开关，其工作原理如图４．２．１所示，在高非线性光纤的入射端口，强泵浦光和弱探测光均为线偏振光，偏振方向夹角为４５度。
再没有泵浦光的时候，光纤输出端的检偏器将阻止探测光的通过。
有泵浦光时，由于泵浦光引起的双折射效应，将使探测光的平行和垂直分量的折射率发生不同
北京邮也人学硕士学位论文
而得到很大的改善。
通过四路ＷＤＭ信号的光谱可以看到，四路信号均出现了明显的４０ＧＨｚ、８０ＧＨｚ甚至１２０ＧＨｚ的边峰。
这都说明了利用高非线性光纤的非线性偏振旋转效应可以很好地同时实现４路ＷＤＭ信号到４０ＧＨｚ光载波的全光频率上变换。
但是由于缺少４０ＧＨｚ的电解调设备，我们无法对上转换后的信号进行解调检测。
为了能够达到这一目的我们又设计了４Ｘ２．５ＧＨｚ＠２０ＧＨｚ的频率上变换实验，并对上变换信号进行了解调。
（ａ）（ｂ）
图４．２．３（ａ）四路输入ｗ蹦信号光谱（Ｏ．８ｎｍ／ｄｉｖ）；（”复用后得４０Ｇｉｌｚ光载波的波形
（２０ｐｓ／ｄｉｖ）。
（ｄ）
图４．２．４经过全光频率上转换后信号的波形（１．Ｏｎｓ／ｄｉｖ）和频谱图（Ｏ．５ｎｍ／ｄｉｖ）．（ａ）１５３５．６４∞，（”１５３７．０３∞，（ｃ）１５３８．５４ａｍ，（ｄ）１５４０．２５ｒｉｍ．４Ｘ２．５ＧＨｚ＠２０ＧＨｚ的全光频率上变换实验装置如图４．２．５所示，四路ＷＤＭ信号的产生方式与上面的实验相同，如图４．２．６（ａ）所示。
２０ＧＨｚ的光载波由ＩＯＧＨｚ的电时钟信号经放大以后调制于偏置在以处的铌酸锂调制器产生，如图４．２．６（ｂ）所示，波长为１５５０ｎｍ。
图４．２．５４ｘ２．５ＧＨｚａ２０ＧＨｚ的全光频率上变换实验装置
３１
（ａ）（ｂ，
图４．２．６‘ａ’四路输八如Ｍ信号光谱（Ｏ．ｇｎ．／ｄｉ￥＞；（ｂ）由调制器产生的２０Ｇｌ｛ｚ光裁波的时
域波形（１００ｐｓ／ｄｉｖ）．
四路ＷＤＭ信号与光载波分别经过ＥＤＦＡ，可调衰减器和偏振控制器后以功率５ｄＢｍ／ｅｈ和１６ｄＢｍ进入高非线性光纤，光纤的长度ｌｋｍ。
上变换后的信号经过５０ＧＨｚ的高速光电转换后送入带宽６０ＧＨｚ的混频器的射频端口（ＲＦ）（由于混频器对ＲＦ端口的功率要求，应当尽量保证光电转换后信号的功率，或者可以在信号送入混频器之前加一个中心频率在２０ＧＨｚ。
带宽约５６Ｈｚ的电放大器，本实验中并没有用到这样的放大器）。
另一路ＩＯＧＨｚ的电时钟信号经过倍频器和２０ＧＨｚ的电放大器后，以大约ｌＯｄＢｍ的功率送入混频器的本振端口（ＬＯ）。
经混频器解调后的信号经过２．５ＧＨｚ的低通滤波和放大以后，利用示波器来观测解调信号的眼图，并以此对频率上变换的性能进行分析。
北京邮电人学硕士学位论文
ｌｄ）
图４．２．７四路仰Ｍ信号频率上变换后的波形与解调后得眼图．（ａ）１５４０．２５ｒｉｍ（２ｎｓ／ｄｉｖ）；（ｂ）１５３８．５４ｎ，＇（１ｎｓ／ｄｉｖ）；（ｃ）１５３７．０３ｎｍ（１ｎｓ／ｄｉｖ）；（ｄ）１５３５．６４ｎｍ（２ｎｓ／ｄｉｖ）．所有的眼
图（２００ｐｓ／ｄｉｖ）
图４．２．７给出了经过偏振分束器后信号的时域波形图和经过混频器解调后信号的眼图。
从时域波形可以看出，对于２０ＧＨｚ的光载波而言，由于波形远远的优于４０Ｇｌ－ｌｚ光载波的时域波形，在全光频率上变换后，信号有更好的光信噪比，可达到２０ｄＢ以上，也就是说频率上变换前本振光的信号性能的好坏对频率上转换的效果有很大的影响，这就使我们相信，如果可以产生性能良好的４０ＧＨｚ，甚至６０ＧＨｚ的光载波的话，就完全町以利用光纤中的非线性偏振旋转效应末实现全光的频率上变换。
通过图４．２．７中给出的解调后的信号眼图，我们可以很好的得到四路ＷＤＭ信号利用非线性偏振旋转实现频率上变换后的解调信号，从图中分析可知，由于混频器射频端口ＲＦ的功率过低，峰峰值大约７０ｍＹ，这就造成了混频效果的恶化，尤其是对于第四路信号。
对于我们所使用的混频起来说，如果可以将频率上变换后的信号进行适当的放大，再送入混频器的ＲＦ端，解调后的眼图质量会有很大的提高。
４．３结论
本章深入的讨论了基于非线性偏振旋转效应实现多波长全光频率上变换的实验原理和实验方案。
对于半导体光放大器，由于其载流子恢复时间的影响，使得它在４０ＧＨｚ和６０ＧＨｚ的波段受限。
而对于高非线性光纤，很好的可以实现高速的频率上变换，而且实验中对变换后的信号作的分析，从而可以说明非线性偏振旋转在实现多波长频率上变换中具有很好的应用前景。
尤其是同时对多波长的操作，使其在ＲａｄｉｏＯｖｅｒＦｉｂｅｒ系统与ＷＤＭ系统的融合方面得到更大的重视和更广泛的应用。
全光波长变换和频率上变换技术的研究
作者：薛伟琦
学位授予单位：北京邮电大学
本文链接：/Thesis_Y1158148.aspx。