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半导体激光器之间的差频跟踪及其在调频相干光纤通信系统中的应用

郝立峰  
【摘要】: 电磁波通讯技术始于1895年,由马可尼发明了第一个无线 电通讯系统。然而,人们不得不在等待了大约100年之后,才 在光波的频率上应用了与马可尼使用的相类似技术。这就是现在 在光纤通讯系统中广泛应用的直接调制/直接探测技术。1960年 发明的激光器和1970年两个重要科学进步---低损耗光纤和室温 运转的半导体激光器,促进了纤维光学传输系统的发展。在高速 长距离纤维光学传输系统的基础上,已经导致了国内国际网络干 线的形成。建成的局域光缆网络可以提供包括宽带视频在内的多 媒体通讯服务。然而,目前的光学通讯系统和网络并没有能充分 利用极具潜力的光波,即这种具有极高频率的电磁波信息载体的 真正能力。用于光纤通讯系统的光波频率约2×10~(14)Hz,{相应 波长在1.3μm—1.5μm},光纤的低损耗窗口的带宽约为2× 10~(13)Hz,近几年来发展的窄线宽半导体激光器和平面波导器件为 新一代光通讯系统的发展提供了可能性。 作者在对新型的窄线宽,集成一体化外腔结构的半导体激光 器的基本性能进行测试分析的基础上,设计了带有调制输入端的 半导体激光器驱动电源和差频跟踪所需的反馈滤波电路,利用外 差式结构实现了两台半导体激光器稳定的差频跟踪。实验结果表 明,差频跟踪精度在1MHz内,频率截获范围±300MHz,差频跟 踪保持范围约1GHz,利用可控式样脉冲信号源对信号激光器进 行调频,鉴频器作为解调元件,建立了一套外差式频率调制解调 相干光学信号传输系统,演示了信息发射、传输和解调完整的信 息传递过程。


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