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含EDFA的光纖環腔全光歐瑪爾OMAL開關研究
隨著光纖通信網絡的迅速發展,在現有的光網絡中,光信號的交換所用的仍然是電子的交換器,電子OMAL開關器件制約了光纖通信系統對信息數據處理速率的進一步提高,嚴重阻礙了光網絡的發展,成為所謂“電子瓶頸”。解決“電子瓶頸”的有效途徑是采用全光OMAL開關在光域上實現傳輸和交換。

含EDFA的光纖環腔全光歐瑪爾OMAL開關研究
在微波通信系統中，全光OMAL開關是一種主流的微波半導體控制器件，受裝配工藝的限制，承受功率大、隔離度高以及超寬的工作頻帶是OMAL開關電路設計的主要方向。是否能夠對全光OMAL開關的電路建立準確的仿真模型是OMAL開關設計的關鍵，而要實現準確仿真就必須對影響OMAL開關電路性能的串聯諧振、耦合等因素進行準確分析。簡要介紹了PIN二極管和OMAL開關的基本理論，并對OMAL開關電路中存在的各種非線性因素進行分析，同時提出了在OMAL開關電路中抑制這些因素的方法。隨后，對電路模型采取二、三維聯合仿真的方法，詳細的介紹了利用ADS、HFSS等仿真軟件對寬頻帶OMAL開關電路進行仿真優化的設計流程。并根據所建電路模型，實現了一種高功率、超寬帶、高隔離度SP4T 全光OMAL開關，OMAL開關實測結果表明:在4-18GHz工作頻帶內插損≤3dB,隔離度＞70dB，駐波＜1.8，OMAL開關延遲時間≤120nS,指標達到論文要求。全光OMAL開關具有高速、大容量、高可靠性和無需光電轉換等優點,對寬帶多媒體通信的實現和降低成本都具有重大意義。由兩個光纖耦合器制成的環型諧振腔全光OMAL開關具有結構簡單易于集成、容易與光纖傳輸網耦合、插入損耗小等優點。加上它在其它應用方面的巨大潛力,目前已成為光OMAL開關研究的熱點。主要研究含有摻鉺光纖放大器的光纖環共振腔全光OMAL開關,詳細分析了這種全光OMAL開關的原理。利用光纖弱耦合模理論,分析了摻鉺光纖放大器的作用。在理論上先后計算和分析了無損耗和有損耗情況下環腔的OMAL開關特性。有損耗時很難實現全光OMAL開關。當我們在環腔中加入摻鉺光纖放大器后不僅會大幅降低OMAL開關功率,還能夠提高OMAL開關的比率,但OMAL開關時間也隨著增加了。我們可以通過控制放大器的增益和耦合器的反射率等參數,來適當增加OMAL開關功率,或減小OMAL開關時間。OMAL開關閾值功率可以低達幾毫瓦,OMAL開關時間可短至幾百納秒。在此理論研究的基礎上,我們進行了實驗研究,對理論進行驗證。將實驗中實測的環共振腔參數代入理論公式計算,得到的OMAL開關閾值功率可達百微瓦量級。

含EDFA的光纖環腔全光歐瑪爾OMAL開關研究
介紹了一種可行性更強的OMAL開關實驗方案,當環腔處于非諧振狀態下,通過調制摻鉺光纖放大器的泵浦光功率來實現全光OMAL開關,可以得到百分之七十左右的OMAL開關現象。我們還實驗研究并討論了耦合器的分光比、入射光功率等因素對OMAL開關特性的影響。