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基于再生锁模光纤激光器的可调谐光孤子源研究

谈斌  
【摘要】:40Gbit/s光通信的兴起带来了归零(RZ)码技术的研究热潮。利用无啁啾或低啁啾的光脉冲序列外加数据调制是产生高质量光学RZ码的一种可靠方案,其关键是获得一个稳定性良好的变换限脉冲光源。再生锁模光纤激光器(RMLFL)克服了常规锁模光纤激光器受温度环境影响的缺点,可以长期稳定地输出波长、脉宽可调的高重复率变换限脉冲,是RZ光源的最佳方案之一。RMLFL结合脉冲压缩技术、超连续(SC)谱产生技术和频谱滤波技术,能提供一个宽带、多波长或宽带单波长可调的理想脉冲光源,可作为实验室工具性光孤子源,应用于光时分复用(OTDM)、孤子传输、计量测试等许多领域。根据以上思路,我们开展的具体工作和取得的相应成果如下: 1.从再生锁模工作原理出发,以10GHz RMLFL为对象,对再生回路的各基本RF组件进行了详细的论证、设计和测试工作; 讨论了色散位移光纤+滤波器抑制超模噪声的方案,并解析分析了这种激光器带来的孤子效应原理; 设计制作了符合10GHz RMLFL要求的EDFA。 2.考察了RMLFL的启动和稳定工作条件,首次提出并尝试腔内利用缠绕光纤法替代保偏光纤(PMF)以获取偏振稳定机制,提高系统稳定性; 获得了C带范围内连续可调谐孤子脉冲输出,并且脉宽可调; 考察并否定了RMLFL中有理数谐波锁模的可行性。这是国内首例真正意义上的RMLFL成功研究报道,所达到的技术指标是国际同类激光器最好成果之一。 3.获得了可以满足长途传输要求的10Gbit/s波长可调谐RZ码光源,最小脉宽4.4ps或稳定输出脉宽5ps,可通过4路复用后升级为40Gbit/s RZ光源; 以此RMLFL为孤子源在色散平坦光纤中得到了2~6阶孤子,属国内首次报道,是国际最好水平之一; 利用孤子压缩获得2ps的脉冲输出,从而可以应用于160Gbit/s的OTDM研究。 4.以RMLFL输出的10GHz 5.5ps孤子脉冲为泵浦源,经放大后得到了大于50nm带宽的SC谱,能覆盖C带和部分L带区域; 利用角度调谐薄膜滤波器,通过频谱滤波,获得了脉宽为6.0~8.8ps的C带多个波长的10GHz脉冲序列输出。这也是目前国内最好的结果。


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