分布反馈激光器中非简并四波混频实现全光波长转换的研究

摘要

近年来全光通信网成为光通信领域的一个研究热点，也是未来光网络发展的必然趋势。全光波长转换是实现全光通信的一个关键技术。在众多实现全光波长转换的技术中，基于分布反馈(DFB)激光器的非简并四波混频(NDFWM)具有严格的透明性和紧凑的结构等优点，在未来全光通信系统有巨大的应用潜力。 本论文概述了全光波长转换技术、四波混频的基本原理和分布反馈(DFB)激光器的工作原理。实验研究了基于分布反馈(DFB)激光器的非简并四波混频(NDFWM)的特性，重点研究了小频率失谐到大频率失谐条件下分布反馈(DFB)激光器中剩余F—P腔模对非简并四波混频(NDFWM)的影响，并对其四波混频转换效率进行了分析。实验结果表明：当探测光波长与法布里－珀罗(F-P)腔的某一谐振波长一致时，DFB激光器中的四波混频现象将得到显著增强；四波混频转换效率将得到显著的提高；当频率失谐为太赫兹时，仍可得到较高的四波混频转换效率。这些结果对发展和改善四波混频波长转换技术具有重大意义，同时也为发展基于半导体激光器的高信噪比(SNR)、高转换效率、大频率间隔的新全光波长转换技术提供了技术备选方案。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及学位论文版权使用授权书

第一章绪论

1.1波长转换技术的产生背景

1.2全光波长转换技术的产生背景

1.3全光波长转换技术概述

1.3.1基于交叉增益调制(XGM)效应的波长转换技术

1.3.2基于交叉相位调制(XPM)效应的波长转换技术

1.3.3基于差频(DFG)效应的波长变换技术

1.3.4基于四波混频(FWM)效应的波长转换技术

1.5其他类型的全光波长转换

1.6各种波长转换方案的比较

1.7本论文的主要研究内容

参考文献

第二章基于分布反馈半导体激光器的四波混频理论

2.1四波混频原理

2.1.1非线性光学的产生

2.1.2四波混频

2.2分布反馈式半导体激光器(DFB-LD)

2.2.1分布反馈式半导体激光器(DFB-LD)简介

2.2.2工作原理

2.2.3 DFB-LD理论分析

2.2.4 DFB-LD工作的激光模式

2.3半导体介质中实现四波混频(FWM)的三种载流子效应

2.3.1引起FWM的三种非线性物理机制

2.3.2半导体介质中的混频理论

2.4总结

参考文献

第三章基于DFB-LD非简并四波混频的实验研究

3.1 DFB-LD中实现四波混频的基本思想

3.2 DFB-LD中实现FWM的理论分析

3.2.1探测光和共轭光的耦合波方程

3.2.2泵浦光方程

3.3实验方案与相关器件

3.3.1 DFB-LD温度与注入电流特性

3.3.2实验系统

3.4实验结果与讨论

3.4本章小结

参考文献

第四章总结及展望

在读期间发表和录用论文

致谢