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一种WDM信号色散补偿器的设计与理论研究

林琪  
【摘要】: 色散补偿技术是光纤通信领域中的关键技术之一。由于掺铒光纤放大器(EDFA)的出现,基本上解决了光纤损耗问题,从而使人们的注意力越来越多地从受损耗限制的光纤通信系统转向受色散限制也即受带宽限制的光纤通信系统的研究。同时,由于光纤通信中的波分复用(WDM)技术的强大竞争力和独特的优越性能以及电时分复用(TDM)技术的“瓶颈”局限性,使人们正越来越多地把兴趣从电时分复用技术转移到波分复用技术上,波分复用技术得到飞速的发展和广泛的应用。因此,如何解决波分复用系统中色散积累问题就成了光通信研究的一个焦点。 针对色散的物理机理,人们研究并提出了各种色散补偿技术,如色散补偿光纤法、预啁啾法、色散支持传输法和啁啾光纤光栅法等,而对波分复用系统中各分波光信号分别进行有针对性的色散补偿的研究报导还很少。本文结合近几年来日益成熟起来的平面集成波导制作工艺和光纤光栅制作技术,利用阵列波导光栅(AWG)的复用特性和波长路由选择特性与均匀光纤光栅(UFBG)的色散特性,提出了一种能对WDM系统中各分波光信号分别进行有针对性色散补偿的补偿器件,该器件使WDM系统中各分波光信号所得到的色散补偿在理论上达到很高效率。 论文首先从光纤色散的概念和起因入手,然后从数字和模拟信号传输两个方面,说明了光纤色散对通信的影响,对光纤色散理论作了详细地阐述和分析,并介绍了几种已实用的色散补偿技术。在简要叙述了阵列波导光栅的结构及其特性后,着重从光纤光栅耦合波理论导出了均匀光纤光栅在反射带隙(RBG)外附近的色散特性方程,并根据这一特性方程,对8通路的WDM系统中各分 /亡巴八硕士学位论文 \%TINV坯1:E---’STHE狠 波光信号的色散补偿进行了数值计算与分析,由此确定补偿器中各均匀光纤光 栅的相关参数。计算结果表明,有针对性对WDM系统中各分波光信号分别进 厅色散补偿是有必要的,而且用本文中所设计的补偿器进行补偿,其效率可达 到很高。论文中还对这种补偿器件的制作与加工的现实可行性作了讨论。


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