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基于FBG的全光任意波形发生器的设计及其实验研究

杨孟超  
【摘要】:全光任意波形产生技术通过调节超短光脉冲的可调谐参量来实现脉冲整形,它突破了电子瓶颈对速度的制约,在许多领域有良好的应用前景,例如,量子动力学控制,大规模并行输出,任意微波信号的产生,光纤通信系统中的色散补偿,码型产生,码型转换等领域。目前人们正在为实现真正的高速动态任意波形光脉冲的产生展开广泛的研究。 本文的主要工作包括以下内容: 1、阐述了频谱逐行整形任意波形光脉冲产生(OAWG)的原理及均匀光纤布拉格光栅(FBG)和基于压电陶瓷(PZT)的光纤拉伸器(FS)的工作原理,设计了一种相位独立可调的基于双阵列光纤布拉格光栅的OAWG结构。基于此结构用Matlab仿真实现了升余弦滚降等多种波形光脉冲的产生,输入高斯波形光脉冲重复频率的倍增,分析了幅度控制器和相位控制器中的FS调节不理想,对输出波形质量的影响。 2、以我们提出的相位独立可调的基于双阵列光纤布拉格光栅的OAWG结构为例研究了频谱逐行整形OAWG在光纤通信中的码型产生和码型转换方面的应用。基于我们提出的频谱逐行整形OAWG结构,用Matlab仿真实现了NRZ-OOK码、NRZ-DPSK码的产生,以及RZ-DPSK码到MD-RZ码和RZ码到NRZ码的码型转换。 3、分别对基于单FBG阵列的任意波形发生器的幅度控制和相位控制进行了实验验证。用基于PZT的FS的进行的相位控制实验,验证了通过改变施加在PZT上的电压可以改变光通过FS所产生的相移量,即可以实现频谱的相位控制;基于单FBG阵列的幅度控制实验,验证了通过调节其中的偏振控制器可以控制输出频谱的功率,即实现频谱的幅度控制。


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