精密可调G-T多腔色散补偿器研制

摘要

色散和损耗是阻碍光通信技术朝前发展的两个因素。由于光纤放大器的研制出现,损耗不再主要限制光纤通信系统的传输距离,可是,放大器作为一种模拟器件不能实现对信号进行再生,光信号传输时,因色散引起的光脉冲展宽使得码间干扰严重,限制光通信系统朝着高速率与超长距离发展的首要因素是色散。所以,怎么实现色散补偿成为系统升级到160Gbit/s或更高速率和进行超长距离传输需要解决的问题。本论文阐述了一种最新的色散值可调的补偿方法,采用级联Gires-Tournois腔的基于精密温度控制的色散补偿方案。该方案利用多个G-T腔的级联弥补了单腔色散补偿器件的色散补偿带宽小的缺陷,具有补偿带宽大的优点。同时通过温度控制实现了色散补偿量的精密可调性。
　　本论文首先介绍了可调谐色散补偿器件的分类及其在光通信中的作用,还介绍了当前国内外色散补偿研究的发展形势,通过对比不同的色散补偿方法,提出色散补偿可调技术的必要。之后基于多光束干涉理论,逐步推导了G-T腔相位延迟特性,阐述了可调谐G-T多腔色散补偿器件的工作原理和受温度影响的特性。为了便于设计出符合要求的结构参数,根据G-T多腔的物理模型建立了数学模型。基于对级联G-T腔的理论进行分析和推导,制作了四腔级联的可调色散补偿器的实验室样品并进行了测试,制作并完成了精密温度控制电路。本论文介绍了制作该样品的关键工序。然后测试了该器件的时延曲线和损耗,和理论值相比,设计的可调色散补偿器能实现-1150ps/nm的最大补偿值,而且色散补偿带宽达到20GHz,符合设计的要求。

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1 绪论

1.1 引言

1.2 可调色散补偿器件分类

1.3 可调色散补偿的积极意义

1.4 课题内容和论文主要工作

2 动态色散补偿器件的理论研究

2.1 G-T腔色散原理

2.2 G-T腔温度特性

2.3 G-T腔的参数确定

2.4 本章小结

3 色散补偿器结构分析

3.1 色散补偿器模块结构

3.2 色散补偿单元主要器件介绍

3.3 色散补偿模块关键点

3.4 本章小结

4 精密温度控制电路制作

4.1 温度控制电路核心元件和控制要求

4.2 电路设计与制作

4.3 本章小结

5 可调色散补偿器的制作与测试

5.1 色散补偿器的实验制作

5.2 改进工作前后单个色散模块损耗测试

5.3单腔时延特性测试

5.4 四腔级联色散分析

5.5 器件改进展望

5.6 本章小结

6 总结

致谢

参考文献