本文關(guān)鍵詞：基于雙芯光纖的光信號(hào)處理技術(shù)及其應(yīng)用研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：光信號(hào)處理技術(shù)是指對(duì)光數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理的技術(shù),與電信號(hào)處理技術(shù)相比,具有諸多優(yōu)點(diǎn),是光通信網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。光信號(hào)處理技術(shù)研究領(lǐng)域廣泛,包括碼型轉(zhuǎn)換、光邏輯門、全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換、光學(xué)計(jì)算及微波光子領(lǐng)域的光信號(hào)處理等。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的資助下,針對(duì)光時(shí)域微分器、光載無線系統(tǒng)的單邊帶調(diào)制及超寬帶信號(hào)光學(xué)產(chǎn)生技術(shù),開展了一系列較為深入的研究。概括全文所取得的研究成果,有如下幾個(gè)方面： (1)提出并研究了基于雙芯光纖的光時(shí)域微分器。當(dāng)雙芯光纖的兩個(gè)纖芯的結(jié)構(gòu)參數(shù)(半徑、折射率分布)完全一致時(shí),傳輸譜符合一階光時(shí)域微分的特征。因此僅使用一段雙芯光纖,就可以對(duì)光信號(hào)進(jìn)行一階時(shí)域微分處理。進(jìn)一步,如果雙芯光纖的某個(gè)纖芯被均勻切割成N等分,該結(jié)構(gòu)的雙芯光纖可以看作是N個(gè)一階光時(shí)域微分器的級(jí)聯(lián),構(gòu)成高階光時(shí)域微分器。由于雙芯光纖的梳狀傳輸譜特性,對(duì)雙芯光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì),可以獲得滿足ITU-T G.692標(biāo)準(zhǔn)的波分復(fù)用系統(tǒng)一階光時(shí)域微分器,16通道一階光時(shí)域微分器傳輸譜仿真結(jié)果表明,其通道間隔為100GHz,通道3dB帶寬為33.5GHz,16通道實(shí)際中心頻率與標(biāo)稱中心頻率之差的最大值僅為4.2GHz。使用高斯光脈沖,對(duì)基于雙芯光纖的一階光時(shí)域微分器、高階光時(shí)域微分器和波分復(fù)用系統(tǒng)光時(shí)域微分器進(jìn)行了微分結(jié)果驗(yàn)證,證明這三種光時(shí)域微分器具有很高的精確度。并通過差錯(cuò)因子、能量效率、3dB帶寬三個(gè)方面對(duì)其性能進(jìn)行了分析。最后,作為雙芯光纖光時(shí)域微分器的應(yīng)用,提出了一種基于雙芯光纖光時(shí)域微分器的光相位重構(gòu)方案,僅需要測(cè)量光時(shí)域微分器之前和之后光信號(hào)的強(qiáng)度,就可以恢復(fù)光信號(hào)的相位。 (2)提出并研究了基于雙芯光纖的波分復(fù)用光載無線系統(tǒng)單邊帶調(diào)制方案。該方案利用雙芯光纖梳狀傳輸譜的斜邊,同時(shí)對(duì)多路光雙邊帶調(diào)制信號(hào)的載波和上下邊帶產(chǎn)生不同的衰減,實(shí)現(xiàn)了光雙邊帶調(diào)制到光單邊帶調(diào)制的轉(zhuǎn)變。同時(shí)優(yōu)化了光載邊比,提高了光鏈路的靈敏度。提出并研究了基于長(zhǎng)周期光纖光柵的光載無線系統(tǒng)單邊帶調(diào)制方案,并優(yōu)化了光載邊比。 (3)提出并研究了基于長(zhǎng)周期光纖光柵的光載邊比可調(diào)的光載無線單邊帶調(diào)制方案。該方案由偏振控制器、偏振分束器、兩個(gè)平行結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)周期光纖光柵、偏振合束器構(gòu)成了光載邊比調(diào)節(jié)單元,通過調(diào)節(jié)偏振控制器的輸出角度,即可實(shí)現(xiàn)光載邊比的連續(xù)可調(diào),調(diào)節(jié)范圍從10dB到-5dB。 (4)提出并研究了基于雙芯光纖的多通道超寬帶信號(hào)光學(xué)產(chǎn)生及調(diào)制方案。雙芯光纖作為多波長(zhǎng)光鑒頻器,基于相位調(diào)制-強(qiáng)度調(diào)制轉(zhuǎn)換原理,獲得了具有正負(fù)極性的高斯monocycle脈沖。并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了正負(fù)高斯monocycle脈沖的開關(guān)鍵控調(diào)制、脈沖位置調(diào)制和二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制。 (5)提出并研究了基于并聯(lián)馬赫曾德爾調(diào)制器的波形構(gòu)造超寬帶信號(hào)生成方案。電高斯脈沖串經(jīng)并聯(lián)結(jié)構(gòu)的馬赫曾德爾調(diào)制器對(duì)光載波調(diào)制,產(chǎn)生兩路特定時(shí)域波形的光脈沖,調(diào)節(jié)這兩路光脈沖的相對(duì)時(shí)延,在光耦合器疊加,光電檢測(cè)后獲得高斯doublet脈沖和正負(fù)極性的高斯monocycle脈沖。
【關(guān)鍵詞】：光信號(hào)處理 雙芯光纖 光時(shí)域微分器 光單邊帶調(diào)制 超寬帶
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN911.7
【目錄】：

• 致謝4-6
• 摘要6-8
• ABSTRACT8-13
• 1 緒論13-39
• 1.1 引言13-14
• 1.2 光信號(hào)處理技術(shù)概況14-18
• 1.2.1 碼型轉(zhuǎn)換14-15
• 1.2.2 光邏輯門15
• 1.2.3 全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換15-16
• 1.2.4 光學(xué)計(jì)算16
• 1.2.5 微波光子領(lǐng)域的光信號(hào)處理16-18
• 1.3 本文所涉及領(lǐng)域的研究進(jìn)展18-25
• 1.3.1 光時(shí)域微分器19-21
• 1.3.2 光載無線通信系統(tǒng)中的單邊帶調(diào)制21-23
• 1.3.3 超寬帶信號(hào)光學(xué)生成23-25
• 1.4 本文的結(jié)構(gòu)安排25-26
• 參考文獻(xiàn)26-39
• 2 雙芯光纖耦合模式理論39-57
• 2.1 引言39-40
• 2.2 一般形式的耦合模方程40-44
• 2.3 雙芯光纖耦合模方程44-45
• 2.4 雙芯光纖耦合特性分析45-52
• 2.5 雙芯光纖傳輸譜實(shí)驗(yàn)測(cè)量52-55
• 2.6 本章小結(jié)55
• 參考文獻(xiàn)55-57
• 3 基于雙芯光纖的光時(shí)域微分器研究57-91
• 3.1 引言57-58
• 3.2 光時(shí)域微分?jǐn)?shù)學(xué)理論58-62
• 3.2.1 一階光時(shí)域微分器58-59
• 3.2.2 二階光時(shí)域微分器59-60
• 3.2.3 光時(shí)域微分器的3dB帶寬60-62
• 3.3 基于雙芯光纖的一階光時(shí)域微分器62-70
• 3.3.1 一階光時(shí)域微分器的傳輸譜62-66
• 3.3.2 高斯光脈沖的一階時(shí)域微分結(jié)果66-68
• 3.3.3 一階光時(shí)域微分器性能分析68-70
• 3.4 基于雙芯光纖的高階光時(shí)域微分器70-77
• 3.4.1 高階光時(shí)域微分器的傳輸譜70-73
• 3.4.2 高斯光脈沖的二階和三階時(shí)域微分結(jié)果73-74
• 3.4.3 高階光時(shí)域微分器性能分析74-77
• 3.5 基于雙芯光纖的波分復(fù)用系統(tǒng)光時(shí)域微分器77-83
• 3.5.1 波分復(fù)用系統(tǒng)光時(shí)域微分器的傳輸譜77-81
• 3.5.2 高斯光脈沖的多通道時(shí)域微分結(jié)果81-82
• 3.5.3 波分復(fù)用系統(tǒng)光時(shí)域微分器性能分析82-83
• 3.6 基于雙芯光纖光時(shí)域微分器的WDM系統(tǒng)光信號(hào)相位重構(gòu)83-87
• 3.6.1 實(shí)現(xiàn)原理84-85
• 3.6.2 結(jié)果與討論85-87
• 3.7 本章小結(jié)87-88
• 參考文獻(xiàn)88-91
• 4 光載無線通信系統(tǒng)單邊帶調(diào)制方案研究91-117
• 4.1 引言91-92
• 4.2 基于雙芯光纖的多波長(zhǎng)RoF系統(tǒng)單邊帶調(diào)制92-101
• 4.2.1 實(shí)現(xiàn)原理92-96
• 4.2.2 調(diào)制指數(shù)、幅度加權(quán)系數(shù)對(duì)OCSR及SSR的影響96-97
• 4.2.3 結(jié)果與討論97-101
• 4.3 基于長(zhǎng)周期光纖光柵的RoF系統(tǒng)單邊帶調(diào)制101-106
• 4.3.1 實(shí)現(xiàn)原理101-103
• 4.3.2 LPFG的實(shí)驗(yàn)制作及透射譜103-104
• 4.3.3 結(jié)果與討論104-106
• 4.4 基于長(zhǎng)周期光纖光柵光載邊比可調(diào)的RoF系統(tǒng)單邊帶調(diào)制106-112
• 4.4.1 實(shí)現(xiàn)原理106-108
• 4.4.2 相關(guān)參數(shù)對(duì)OCSR的影響108-109
• 4.4.3 結(jié)果與討論109-112
• 4.5 本章小結(jié)112
• 參考文獻(xiàn)112-117
• 5 超寬帶脈沖光學(xué)生成方案研究117-137
• 5.1 引言117-118
• 5.2 基于雙芯光纖的多通道UWB脈沖生成及調(diào)制方案研究118-127
• 5.2.1 實(shí)現(xiàn)原理118-123
• 5.2.2 芯光纖光鑒頻器的傳輸譜123-124
• 5.2.3 正負(fù)極性高斯monocycle脈沖的產(chǎn)生124-126
• 5.2.4 UWB脈沖的OOK、PPM、BPSK調(diào)制126-127
• 5.3 基于并聯(lián)MZM的波形構(gòu)造UWB脈沖生成方案研究127-133
• 5.3.1 實(shí)現(xiàn)原理128-129
• 5.3.2 結(jié)果與討論129-133
• 5.4 本章小結(jié)133-134
• 參考文獻(xiàn)134-137
• 6 總結(jié)與展望137-141
• 6.1 本論文取得的主要研究成果137-139
• 6.2 進(jìn)一步工作展望139-141
• 附錄A141-145
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果145-151
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集151

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于雙芯光纖的光信號(hào)處理技術(shù)及其應(yīng)用研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：457366