一、The Tolerance of All-Optical Switching Based on Cascaded Second-Order Nonlinearity in PPLN APE Waveguide（论文文献综述）
王健,曹晓平,张新亮[1]（2021）在《片上集成多维光互连和光处理》文中认为随着云计算和数据中心的高速发展,片上集成光互连和光处理凭借在集成度、速度、带宽及功耗等方面的独特优势,成为突破传统电子瓶颈的关键技术。同时,光子具有频率、偏振、时间、复振幅及空间结构等多个物理维度,可发展为多维混合复用技术,进一步提升光互连和光处理的带宽。结合光场多个物理维度资源,分别对片上集成多维光互连和光处理的关键技术进行了回顾,并对其未来发展趋势进行总结和展望。
李雨佳[2]（2020）在《基于可控光纤光栅的超窄线宽激光器调谐技术研究》文中研究说明波长可调谐激光器广泛应用于激光雷达、微波光子学、相干光通信、光谱学、精密测量等工业领域。波长可调、光谱相干性高的光源具有良好的系统移植性,且有利于提升通信、测量等系统的信噪比及精度。在激光线宽窄化的同时,实现波长精密、快速、大范围、线性调谐是推动相干光通信、精密测量等领域进步的关键技术之一。窄线宽激光器的调谐主要依赖于腔内的波长选择元件,机械、应力、温控以及电控等方式是目前主流的波长调谐手段。由于受限于调谐器件和装置的控制特性,其调谐速度、精度、范围、线性度等性能在工业应用层面仍面临挑战。鉴于此,本文以光纤为载体,着力研究激光线宽窄化技术的同时,探索与光纤激光系统兼容的波长可调器件,基于调谐器件系统研究可调超窄线宽激光器的关键技术。本文的研究内容如下:（1）深入总结可调谐激光器的研究现状,确立从可调器件到可调窄线宽激光器的研究路线。研究了基于石墨烯光控以及基于偏振转换声控的调谐机制。分析基于布里渊激光的窄带增益、饱和吸收自建光栅的滤波特性以及瑞利散射激光线宽压缩的波长无关性。光栅可控机制及激光线宽压缩原理为可控光栅制备和窄线宽激光的波长调谐提供了理论支撑。（2）研制了两种用于激光调谐的可控光纤光栅。基于石墨烯制备精密光控光纤光栅,实验表明该器件具有波长线性调谐性能,光控响应时间达到10ms、调谐精度达到百MHz量级。基于石墨烯灵敏、快速的热传导性能,提升了传统精密温控的调谐速度。为实现更大范围的快速调谐,提出基于偏振转换的带通声光光纤光栅,该器件具有声光频移抑制特性,实验证明在～35nm波长范围内其调谐线性拟合R2达到0.99421,响应时间达百μs量级。两种可控光纤光栅为激光器的精密、快速、大范围、线性可调提供了器件基础。（3）首次从瞬态光谱的角度揭示了可控光栅的调谐动力学特性。基于耗散孤子—色散傅里叶变换光谱测量系统,表征了声光光栅在快速调谐中的瞬态光谱演化规律,其调谐速度在～4nm调谐范围内可达到13000nm/s。该研究证实了声光光栅在快速、线性调谐过程中具有光谱带宽保持性能,为可调激光系统的搭建及优化提供了指导。（4）提出并搭建了光控精密可调超窄线宽布里渊光纤激光器。通过布里渊窄带增益抑制边模,得到线宽～750Hz的单纵模激光。利用光控光纤光栅,激光器在3.67nm的调谐范围实现了灵敏度为13.2pm/m W,线性拟合R2为0.99897的精密波长调谐,在调谐步长（28pm）接近光谱仪分辨极限下保持良好的线性特性。（5）提出并搭建了基于瑞利散射的光控精密可调超窄线宽光纤激光器。在单纵模运转的基础上,将激光器的线宽进一步压缩至～200Hz。实现精密光控调谐的同时,探讨了瑞利散射在不同激光波长处的线宽压缩特性。（6）提出并搭建了声控大范围、快速可调超窄线宽光纤激光器。通过声光光纤光栅的偏振转换有效抑制声光频移。激光频率、相对强度噪声背底低至10Hz2/Hz、-135d Bc/Hz。激光器实现了遍历增益平坦区的大范围调谐,线性拟合R2达到0.99781,且不同调谐通道下保持～2k Hz的超窄线宽输出。受限于动态调谐过程中的激光弛豫振荡,其调谐响应时间为800μs。基于声光调谐动力学特性,进一步提出了利用半导体增益优化调谐性能的方案,将调谐范围扩展至36nm（主要受限于腔内器件的工作带宽）,响应时间缩短至～200μs,并有效抑制了在激光调谐过程中的弛豫振荡巨脉冲。本文从可调光纤器件到可调激光系统,深入地研究其静/动态调谐响应特性。提出光控精密可调超窄线宽激光器,利用瑞利散射对激光线宽实现深度压缩的同时,提升了激光波长的调谐响应速度。光控调谐对激光器的远程、非接触式控制有极为重要的意义。提出声控大范围可调超窄线宽激光器,为同时实现激光线宽窄化、快速、高线性度调谐以及波长的大范围扩展提供一种方法。
潘丽蒙[3]（2020）在《矢量光信号的聚合与解聚合技术研究》文中认为随着5G时代的到来,企业以及用户对信息容量的需求呈现着爆炸式的增长,海量的信息传输与光交换要求光通信系统具备更高的传输容量与更快更准确的处理能力。高阶调制格式的光信号能够在每一个符号中携带更多比特的信息,在提高了传输容量的同时节省了传输带宽。但高阶调制格式信号的噪声容限小,发射、接收装置较为复杂且成本较高,而低阶调制格式的抗噪声能力强,发射、接收装置相对简单。因此在光通信系统的发送端、接收端以及不同光网络之间的节点处,高阶调制格式与低阶调制格式的矢量光信号之间的聚合与解聚合就显得尤为重要。将矢量光信号进行恰当地聚合或解聚合,不但能够简化发射、接收装置,还能够实现信息的合理分配,完成业务疏导。目前,对于矢量光信号的聚合与解聚合技术的研究主要集中在两路低速业务与一路高速业务之间的聚合与解聚合,鲜有对于更多路业务之间的聚合与解聚合的研究。本文重点基于高非线性光纤中的非线性效应对高阶调制格式矢量光信号的聚合与解聚合技术进行了深入地研究。论文的主要工作和研究内容如下:1)对三路BPSK光信号与一路8PSK光信号之间的聚合与解聚合技术进行了研究。分析了聚合前与解聚合后信号的编码信息,对比得到聚合前与聚合后的光信号的信息能够一一对应,没有信息的冗余或丢失。利用矢量光信号的相干相加、交叉相位调制和四波混频的原理,通过对公式的理论推导,提出了将三路BPSK信号聚合为一路8PSK,且该路8PSK能够解聚合为原三路BPSK信号的方法。并仿真验证了系统的可行性,分析了不同光信噪比下输入输出信号的误差向量幅度、误码率以及星座图。2)对四路BPSK光信号与一路16QAM光信号之间的聚合与解聚合技术进行了研究。利用矢量光信号的相干相加和各种非线性效应,对聚合与解聚合过程进行了理论推导,提出了该聚合与解聚合系统的搭建方法,并仿真验证,对输入输出结果加以分析。且进一步拓展提出了将六路BPSK光信号聚合为一路64QAM光信号的全光聚合方法。
王凯[4]（2019）在《基于相位敏感参量放大过程的超低噪全光放大器关键技术研究》文中提出当今,由人工智能引领的新一轮技术革命和产业变革方兴未艾,在边缘计算、物联网、移动互联网和脑科学等新技术新理念的驱动下,各类业务产生的数据量呈现爆炸性增长,对光纤通信系统的传输速率、传输带宽和传输距离提出了更高的要求。全光放大器作为光纤通信系统中的关键设备之一,面临着更高增益、更宽带宽、更低噪声和更佳平坦度等放大性能的严峻挑战。随着非线性增益介质材料制造技术和高性能激光技术不断取得突破,光纤参量放大器（FOPA）为未来光纤通信的全光放大问题提供了一种可行的技术方案。基于四波混频的FOPA能够灵活调配参量增益,可在任意通信波段为信号提供高增益和宽带平坦的全光放大,而且FOPA的噪声性能更加突出,尤其是当FOPA工作在相位敏感模式时,理论上的噪声指数（NF）能够达到0dB,实现超低噪全光放大。此外,FOPA还具有超快响应、波长变换、全光采样、3R再生和相位压缩等特性。因此,FOPA作为一种超低噪全光放大器成为国内外的研究热点。本论文针对基于高非线性光纤的相位不敏感（PI）和相位敏感（PS）FOPA的增益和噪声性能进行理论和实验研究,提出了级联型相位敏感FOPA的增益均衡方案、光正交频分复用（OFDM）信号低噪传输方案和多级级联FOPA的宽带增益平坦优化方案,以满足高速率、大容量、长距离光纤通信系统的放大需求。本论文的主要研究工作和创新点包括:1.基于色散补偿光纤的PS-FOPA增益均衡方案研究在级联型PS-FOPA的增益理论研究基础上,提出了一种基于色散补偿光纤的参量增益均衡方案,该方案利用色散补偿光纤抑制信号光和闲频光在相位调整过程的色散影响,减小级联型PS-FOPA增益谱的波动。并通过10信道波分复用（WDM）信号对该方案的均衡效果进行验证。研究结果表明:该方案能够有效降低放大后WDM信号的输出光功率差,经过均衡后信道间光功率差减小了 14dB,使各信道信号均能达到无误码传输,有效提升了 PS-FOPA与WDM系统的兼容性。2.一级联型PS FOPA低噪声传输方案研究在级联型PS-FOPA噪声性能理论和实验研究基础上,提出了一种空子载波间插的OFDM信号低噪声传输方案。该方案使用相位敏感参量放大级联结构在线放大空子载波间插OFDM信号,能够有效抑制泵浦转移噪声的影响,提高光放大器的噪声性能。研究结果表明:这种空子载波间插的OFDM信号在级联型PS-FOPA中具有更好的低噪声传输特性,能够有效提高系统的传输距离。3.多级级联PI-FOPA宽带增益平坦优化方案研究在研究差分进化算法基础上,提出了多级级联PI-FOPA宽带增益平坦优化方案。通过构建多级级联PI-FOPA数学模型和改进的差分进化算法实现PI-FOPA参量增益谱的宽带平坦优化。仿真研究结果表明,经过对四段HNLF增益介质级联结构进行优化,仿真得到了400nm增益带宽、20dB平均参量增益和小于0.5dB增益波动的PI-FOPA增益谱。4.多级级联PS-FOPA宽带增益平坦优化方案研究在PI-FOPA宽带增益平坦性优化方案基础上,提出了多级级联PS-FOPA宽带增益平坦优化设计方案。利用多级级联PS-FOPA的数学模型和改进的差分进化算法实现PS-FOPA参量增益谱的宽带平坦优化,并得到最优的HNLF增益介质参数组合。仿真研究结果表明,经过四段增益介质优化,仿真得到了 225nm增益带宽、10.9dB平均参量增益和小于0.4dB增益波动的PS-FOPA增益谱。
王可[5]（2019）在《基于二维材料的全光器件研究》文中指出人类日益扩大的信息交互与传递需求,导致网络运营商需要更高速率,更高稳定性的通信系统来进行人类社会及经济活动的支撑。而全光通信及信号处理在近年来一直是研究热点,被广泛认为是克服当前电光通信系统中“网络瓶颈”的最有效的手段之一。全光信号处理的研究非常依赖于光与物质的相互作用,因此具有更好的非线性光学特性的光学材料的研究迅速成为研究热点。二维材料以它优异的光电特性,在光电器件的应用方面逐渐崛起,并被认为是最具潜力的应用方向之一。自2011年基于石墨烯的调制器的成功研制被报道以来,全光通信及信号处理迅速成为研究热点。具有大非线性光学灵敏度的二维层状材料利用自身的强光物质相互作用,为全光信号处理提供了一种新的有效途径。本文基于新材料在光通信系统上应用的需求及研究热点,利用二维材料在光通信波段的非线性光学特性,研究新型二维材料在未来全光纤通信系统中的具体应用。具体研究内容包括利用黑磷、铋烯等二维材料具备的可饱和吸收效应及克尔效应,结合全光通信网络的器件需求,研制出连续光幅度调制器、全光阈值器、光克尔开关、全光波长转换器,并进行了实际系统测试,从误码率角度及实际业务应用角度达到了光纤通信系统要求。本文的主要创新点如下:1、基于二维材料的可饱和吸收特性研制出基于黑磷-微纳光纤复合结构的全光幅度调制器,在实验中成功实现了在1566 nm的脉冲光经过二维材料-微纳光纤,对在波长范围为1511、1520 nm-1530 nm的连续光的全光调制。且该光调制器的消光比为4.7,从实验上实现飞秒脉冲激光器对连续光的调制;2、基于二维材料的可饱和吸收特性研制出黑磷-微纳光纤复合结构全光阈值器,在实验中实现基于黑磷在波长1550nm的全光阈值,从实验上将通信信道信噪比由3.54提高至17.5,并搭建光通信系统通过对传输误码进行测试进行了验证;3、基于二维材料的克尔效应研制出基于黑磷-微纳光纤复合结构的光克尔开关,在实验中实现在波长范围1541 nm-1559 nm的光开关功能,且其消光比达到26 dB,并对该器件做了稳定性研究;4、基于二维材料的克尔效应及四波混频的原理,研制出基于黑磷/黑磷量子点/铋烯-微纳光纤复合结构的全光波长转换器,在实验中实现了在波长范围1544nm-1559nm的波长转换;5、搭建光通信系统,对基于黑磷量子点/铋烯-微纳光纤复合结构的全光波长转换器进行了通信实验,以及20km的传输实验,测试实际误码率为10-9量级,满足光通信要求;并使用SDH业务信号对该光通信系统进行了实际实时视频业务20km传输实验,验证了并实现了基于黑磷量子点的全光波长转换器在实际光通信系统中的应用。黑磷、黑磷量子点、铋烯等二维材料在通信系统上的成功应用,为二维材料在现今的光纤通信中的实际应用奠定了一定的基础
汪若虚[6]（2018）在《高速光传输系统全光纤功能器件研究》文中研究说明随着云计算、流媒体和移动互联网的兴起,信息社会对于通信流量的需求不断增长。作为流量的核心承载者,光传输网络数十年来一直保持高速发展态势。在光传输系统中,物理层的密集波分复用技术、偏振复用技术、以及高级调制码型的出现,使高谱效率的传输成为可能。作为光纤传输系统的核心模块之一,全光纤器件以其低损耗、高兼容性、易于制备的优势,备受科研机构和网络供应商的关注。然而,面对越来越复杂的光传输网络,如何顺应系统发展,设计并制造出具有新结构,实现新功能并满足新一代高速大容量传输系统的全光纤器件,成为了需要面对的挑战。本论文针对高速光纤通信系统,面向信号处理、性能监测和组播耦合等迫切需求,设计、制作、并测试了多种全光纤结构的功能器件,并在高速光传输系统中完成了功能验证。主要内容和创新点包括:（1）以电弧放电技术为核心,开发了通用的光纤型器件制备平台。通过对特种光纤熔接机应用程序接口的调用,编写软件控制了熔接机的电极放电、电机位移和CCD监测过程,实现了对特种光纤的拉锥、应力释放和周期性处理等二次加工工艺,制备了高性能光纤型马赫曾德尔干涉仪、长周期光纤光栅、手性光栅等光纤功能结构。进一步的,为了实现光谱调谐,研究了温度变化和应力变化全光纤器件的影响,为其在光通信系统中的应用打下了良好的基础。（2）面对光通信系统中的高速信号处理问题,提出并设计了一种基于线性啁啾布拉格光纤光栅和可编程加热阵列的软件定义热光调谐二阶微分器。利用商用热打印头的可编程加热阵列,开发可编程软硬件平台,实现了灵活可编程的温度场操控。基于线性啁啾布拉格光纤光栅的热光效应,利用温度场在光栅中插入了大小和位置分布可控的相移,在频域上实现了光二阶微分器传输函数。实验结果表明,该微分器具有波长、工作带宽可调谐的特点。与理论相比,实际输出的时频域微分结果的误差较小。此外,我们还针对实际波分复用传输系统提出了多通道的二阶微分器结构,能够对于多波长高速信号进行并行微分处理。（3）面对高速光通信系统中的性能监测问题,提出了一种全光纤结构可编程控制的带内光信噪比监测技术。基于窄带光域滤波原理,利用线性啁啾布拉格光纤光栅和可编程加热阵列实现的超窄带光滤波器,构建了可调谐带内光信噪比监测组件。通过波分复用相干光传输系统的实验,证明了该监测方法具有较大的光信噪比监测范围,良好的波长可调谐性能,以及对色散和偏振模色散不敏感的优点。（4）面对未来空分复用光通信系统中的光交换问题,提出并设计了一种基于多芯光纤长周期光栅的芯间信号组播和切换器件。基于长周期光纤光栅的模耦合原理,利用电弧放电应力释放的方法在多芯光纤中刻写了大带宽的长周期光纤光栅,实现了一芯到三芯的C波段芯间信号组播。通过搭建大容量空分复用相干光传输系统,实验演示了最高六波长总容量1.344Tb/s的三芯间信号组播。在此基础上,利用多芯光纤长周期光栅定向弯曲产生的光谱漂移和衰落,实现了可重构的芯间信号切换器件,光功率切换消光比高达39dB。与光背靠背结果相比,芯间信号切换并未影响信号传输性能。基于以上研究内容,多种新型全光纤功能器件有望在大容量超高速光通信系统中得到广泛的应用。
姜恒云[7]（2017）在《宽带微波光子信号调控及处理技术研究》文中研究表明光纤通信技术以低损耗和宽带宽的自身优势作为高速大容量通信的关键技术,而微波通信技术则以其移动性和易于重构等特性在无线通信中发挥着重要作用。两门学科的快速发展与各自的瓶颈限制极大地促进了它们的融合,并且逐渐形成了一个新的学科——微波光子学。微波光子学是利用光学技术解决传统微波技术所面临的带宽及速率瓶颈问题,包括微波信号产生、传输和处理等方面内容。随着微波光子学在军事和民用领域的应用越来越广泛,包括无线通信、有线电视、遥感探测、雷达和电子战等,更多新技术与新方法被应用到了微波光子系统中,对信号的可调控性要求也越来越高。为进一步提高微波系统的动态可调控性能和智能性,本论文围绕着宽带微波光子信号调控及处理技术进行研究。本论文在理论和实验的基础上进行了如下研究:首先研究了微波光子滤波器的机理与实现方式,包括全光滤波器和基于光子技术的微波滤波器;其次,研究了基于外差法和频-时映射法的微波光子信号生成技术,实现了二进制相位调制信号（2PSK）、超宽带信号（UWB）和任意波形信号（AWG）的产生;再通过设计高速可调谐微波光子滤波器,实现了对微波频率的高速切换;最后,提出并实现了集成化的多频率、高精度和大带宽的微波频率高速测量方案。主要研究内容包括如下:在全光滤波技术中,建立了级联、并联的马赫曾德尔干涉（MZI）结构模型,通过参数分析和优化,实现了基于级联MZI结构的带宽、中心频率、自由频谱范围独立可调谐的光梳状滤波器;再基于并联MZI结构实现了在垂直、水平偏振态上分别具有中心频率、自由频谱范围可调谐的光梳状滤波器。可调谐全光梳状滤波器的设计为微波光子信号处理在光谱上的调控提供了支撑,如在微波光子信号生成中作为光谱塑型模块。可调谐的微波光子滤波器是微波信号频谱调控的关键器件,本论文中通过级联的超低功率损耗的Si3N4微型谐振环,基于相位调控的相位调制信号到强度调制信号的转换,实现了一个中心频率、滤波形状、带宽可编程的微波光子滤波器。在微波光子信号产生技术中,为了提高微波信号发生器的可调谐性,分别研究了基于外差探测和频-时映射技术的微波光子信号生成技术。首先,通过单臂双回路的简单结构,基于光外差探测技术实现了载波频率可调的2PSK信号发生器。然后,通过构建可调光谱塑型模块,基于光频-时映射技术实现了可调的正、负极性,一、二、三阶的UWB信号发生器。最后,通过引入时域串扰的方式,基于光频-时映射技术提出了基于相干光和非相干光的交叉频-时映射的AWG信号发生器。在微波光子频率调频技术中,为了实现皮秒级的高速频率切换,提出了两种高速可调谐的微波光子滤波器。基于光调制器的模、数混合调制方式,动态地控制光电调制器输出信号的调制格式,实现了中心频率以FSR/2高速切换的梳状微波滤波器,其切换速度小于100ps。然后,基于抵消型微波光子滤波器原理和受激布里渊效应,实现了MHz带宽、单带通和单带阻传输函数之间的高速切换,其切换速度小于100ps。在微波光子频率测频技术中,为了提高微波测频上的灵敏度和测量范围,利用砷化硫集成波导和光纤中的受激布里渊效应,通过扫描探测的方式实现了一个多频率同时测量的微波测频方案,具有938GHz的频率测量范围和小于1MHz的测量精度。本论文分别对光纤和集成的微波光子信号处理技术进行了研究,其中集成微波光子技术在最近的30年已经吸引了众多研究人员的兴趣和工业市场的关注,但也面临着巨大的挑战。综上,随着高速光纤通信系统的快速发展,结合未来5G技术、宽带无线接入网络等新的业务需要与用户要求,对宽带微波光子信号调控及处理技术的研究具有重要的意义,同时也任重而道远。
王丹石[8]（2016）在《弹性光网络中的信号处理关键技术与应用研究》文中研究表明随着信息化社会的发展,全球数据业务量呈爆炸式增长,网络带宽显着提升,对光网络的承载能力提出了更高的要求。而在传统的波长交换光网络中,信道间隔（或称波长栅格）固定不变,交换粒度过大,这导致了频谱资源浪费、网络灵活性不足、自适应能力差等问题。针对上述问题,以灵活栅格为特征的弹性光网络采用带宽可变的光收发和光交换机制,可根据业务需求灵活高效地分配频谱资源,成为了光网络中具有前瞻性的研究热点之一。弹性光网络主要采用多维高阶光调制,要求相应的信号处理技术具备高速、节能、灵活以及智能的特性,而传统的信号处理技术面临着电子速率瓶颈、能耗过大、功能单一、效率低下、复杂度高、对信号格式和速率不透明等诸多问题,难以满足弹性光网络的需求。因此,探索和研究弹性光网络中的信号处理技术具有重要意义,也是目前光网络研究的难点和热点。论文围绕弹性光网络中信号处理技术的需求和难点,探索研究了弹性光交换中的“光信号处理”和弹性光传输中的“数字信号处理”技术,提出了若干技术方案。论文的主要创新点如下:第一,采用国产的带宽可调波长选择光开关（TB-WSS）设计了三种具有光信号处理功能的弹性可重构光分插复用（ROAMD）结构。其中的光信号处理模块基于半导体光放大器（SOA）中的四波混频（FWM）效应,可实现多种光信号处理功能。实验表明基于该模块可以实现差分相移键控（DPSK）、正交相移键控（QPSK）和16正交振幅调制（16QAM）光信号的波长变换。与传统波长变换方案相比,本论文专门针对弹性光网络的灵活栅格特性,以12.5GHz的变换步长实现了高达1THz的变换范围。第二,基于分光器的单波长组播方案存在功率代价大、波长冲突频繁等问题,为此,论文提出了一种基于SOA中的多泵浦FWM效应的波分复用（WDM）组播方案。实验结果表明,该方案支持12Gbaud的QPSK信号的1路到6路、1路到10路WDM组播,还支持专门针对弹性光网络的1路到7路弹性WDM （FWDM）组播,并能实现双路QPSK信号1路到3路和1路到6路WDM组播。实验结果显示以上方案生成的所有组播信号的光信噪比（OSNR）在13～25dB之间,绝大部分的信号性能良好满足实际的通信需求。与已有的单路通断键控（OOK）和DPSK信号的WDM组播方案相比,本论文实现了高泵浦效率的高阶QPSK信号的双路并行WDM组播方案。第三,针对传统光信号处理技术功能单一、效率低下的问题,提出一种基于SOA中FWM效应来实现双路DQPSK （2×12.5Gbaud）到DPSK格式转换兼波长变换方案,实验结果表明该方案可同时支持双路信号的格式转换和波长变换,与原始信号相比,转换而来的DSPK信号由于较强的抗损伤能力,甚至得到-0.5dB的功率代价,另外两路新生成的DQPSK信号的功率代价均小于1.OdB。第四,提出了一种基于量子点SOA （QD-SOA）中FWM效应的三路DPSK信号（3×12.5Gbps）的异或（XOR）运算方案,实验结果表明,该方案能够实现并行三路信号的异或运算并同时实现其WDM组播功能,所有信号的OSNR都在20dB以上,从而实现10-9以下的误码率（BER）。与已有的双路光域逻辑门方案相比,本论文在QD-SOA中实现了三路信号的逻辑运算同时完成了并行组播的功能。第五,针对弹性光传输中的非线性相位噪声（NLPN）难题,将机器学习算法引入弹性光传输中的数字信号处理中,提出了一种基于支持向量机（SVM）的低复杂度非线性相位噪声抑制算法,仿真结果表明,该算法可以抑制BPSK、QPSK、8PSK和16QAM等多种调制下弹性光传输中的NLPN,对于高阶信号效果更明显,与传统的DSP算法相比,可将1OOGbps的16QAM信号的注入功率动态范围提高2.8dB。第六,针对光传输中的传统数字信号处理算法动态损伤补偿较难、自适应能力差等问题,提出了一种基于反向传播人工神经网络（BP-ANN）的多种物理损伤补偿算法。仿真结果表明,该算法可以有效补偿高斯白噪声、光源相位噪声、I/Q支路不平衡、非线性相位噪声等多种物理损伤,与传统算法相比,可将1OOGbps的16QAM系统的光源线宽容限拓宽170kHz,注入功率动态范围提高2.7dB,最大传输距离延长240km。第七,针对传统数字信号处理算法训练时间过长、依赖补偿链路类型的问题,提出了一种基于k近邻（KNN）的免训练的弹性光传输混合链路补偿算法。仿真分析了该算法在色散位移链路、色散管理链路和色散非管理链路中的非线性补偿效果,结果表明,与传统算法相比,该算法具有更强的链路损伤自适应性,适合弹性光传输中的混合链路场景,在三类典型链路中,可将系统的注入功率动态范围分别提高 1.7dB、1.0dB 和 0.4dB。
陈明[9]（2014）在《高速光通信全光关键技术研究》文中认为互联网流量增速迅猛、用户需求呈现急剧扩大化与多媒体化等态势均对光通信容量、光层功能提出了更高的要求,促使研究者不断寻求技术突破。本文围绕高速光通信中的全光关键技术,结合国家973项目“面向光路交换网络的光纤器件理论与关键技术研究”、国家863计划项目“160Gb/s一泵多纤光传输技术的研究”、国家自然科学基金重点项目“全光波长交换关键技术研究”等,针对光时分复用（OTDM）及解复用技术和传输链路管理、全光时钟提取技术、光延时技术、全光交换等方面进行了深入的理论、仿真及实验研究,取得的主要创新成果如下：1、采用自制的色散渐减光纤和色散位移光纤进行皮秒脉冲压缩,并利用调相方式对受激布里渊散射进行了有效抑制,使入纤功率提高约10dB。利用研制的光时分复用器产生复用信号。采用对称的强色散图谱实现了100km传输链路的色散及色散斜率的精确补偿,同时抑制了信道内非线性损伤。提出了一种基于级联电吸收调制器和时钟提取模块的反馈环结构,同时实现了时钟增强、提取以及解复用。最终实现了160Gb/s OTDM信号100km两小时无误码传输及解复用。提出一种通过设计解复用窗口的匹配光滤波器来提高OTDM信号光谱利用率的方案,与原始40Gb/s OTDM信号相比,光谱利用率提高了约3倍。2、深入研究了基于受激布里渊散射的全光时钟提取技术,建立了数值模型进行结构优化。分析了非等幅及非均匀光时分复用信号引入的时钟分量增强,提出了单路或群路时钟的提取方案,并实现了帧时钟提取。研究多路归零码信号的时钟提取,理论分析并实验验证了两路信号时钟提取的最大频率间隔,在此基础上提出一种布里渊增益带宽的测量方法。提出了基于半导体放大器和啁啾光纤光栅（CFBG）的改进型时钟分量增强结构,利用建立的数值模型进行结构分析及参数优化,实验研究时钟分量增强和提取结构对输入信号恶化程度的容忍度,实现了恶化非归零码（NRZ）信号以及两路NRZ信号的时钟增强并提取。3、设计了一种基于微环谐振腔的集成波导光延时线,深入研究微环数目及微环谐振频率偏差对延时特性的影响,采用一种高效的热光调谐方案,在保证最大延时量的同时能有效提高延时带宽,完成微环光延时线的制备及封装测试,实现延时量从213ps到0ps的连续调节,同时可实现多支路延时量高精度连续可调。4、提出了一种基于CFBG的改进型下路和续传结构,用于实现光层组播的光交叉连接功能,实验表明还可实现波长选择和色散补偿。实现了具有鲁棒性、资源可配置性的实时视频和数据业务的组播。引入了分布式网络管理方案,实现对基于光路交换的全光网络平台的具体功能和业务的支撑与管理。
徐洋洋[10]（2014）在《硅线波导中非线性光控光特性研究》文中指出与传统的分立光电光处理技术相比,光子集成芯片降低了网络成本和复杂性,被认为是满足未来通信网络发展需求的最有前途的技术。SOI（Silicon-on-insulator）作为一种新型的硅基光电子材料,它与现有硅基大规模集成电路工艺完全兼容,从而成为硅光子学的重点研究内容。其中,硅线波导作为光子集成芯片的重要元件之一,其亚微米尺寸结构对光场有较强的限制能力,能够实现非线性光子信息处理功能。本论文依托国家973项目“超快非线性光控光机理及全光2R/3R再生集成芯片研究”,开展硅线波导中四波混频效应的理论研究,主要工作内容如下:1.采用四阶龙格-库塔法计算了硅线波导中导波光的四波混频耦合模方程,分析了单模传输条件下硅线波导结构的色散特性和光吸收损耗（线性传输损耗、双光子吸收、载流子吸收）对简并四波混频闲频光功率的影响,它们分别与总相位失配因子的线性和非线性项相关。计算表明,增加硅线波导宽度或减小高度会使色散曲线下移;对于传输损耗较大的硅线波导,增加泵浦功率或减小波导长度有利于获得优化的输出闲频光功率;双光子吸收和自由载流子吸收效应会导致泵浦光功率衰减,从而改变非线性相位失配因子大小和四波混频效率。综合考虑上述因素,选择硅线波导的宽高尺寸分别为500 nm和250 nm,并采用FDTD方法进行了仿真验证,其模式分布和色散曲线与数值计算结果一致。2.计算了矩形截面硅线波导中数据泵浦四波混频的功率转移函数（PTF）的特性,分析了它的饱和点、传号（Mark）阈值点、空号（Space）阈值点等特性。计算表明,对于本文的参数取值情形（硅线波导长度1.22.0 cm、辅助光波长15001580 nm、线性传输损耗0.54 dB/cm）,基于硅线波导结构的2R再生器可提供约4.5 dB的消光比提升效果,其中有效载流子寿命应大于2.5 ns。3.研究了硅线波导中非简并四波混频参量放大过程的相敏特性。根据输入-输出相位转移曲线,定义了能够定量评价相位压缩性能的参数,包括输入-输出相位抖动容限和相位压缩效率,可用于分析传号,空号等多个相位状态的压缩性能。讨论了泵浦光功率、信号光-闲频光功率比、信号光波长、波导长度和损耗等参数对相位压缩性能的影响。计算表明,当泵浦光功率为700 mw、信号光-闲频光功率比为6 dB时,可得到优化的相位再生效果,可为下一步开展相关实验研究提供理论指导。
二、The Tolerance of All-Optical Switching Based on Cascaded Second-Order Nonlinearity in PPLN APE Waveguide（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、The Tolerance of All-Optical Switching Based on Cascaded Second-Order Nonlinearity in PPLN APE Waveguide（论文提纲范文）
（1）片上集成多维光互连和光处理（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 片上集成多维光互连 |
| 2.1 多维光信号的片上数据传输 |
| 2.2 光信号的片上多维复用互连 |
| 2.3 光互连的核心集成器件 |
| 2.4 光互连的异构波导耦合 |
| 2.5 光互连的光子集成芯片/光模块 |
| 3 片上集成多维光处理 |
| 3.1 片上波长转换 |
| 3.2 片上光学频率梳 |
| 3.3 片上模式处理 |
| 3.4 片上偏振处理 |
| 3.5 片上光逻辑和光计算 |
| 3.6 片上可重构光处理 |
| 3.7 片上智能光处理 |
| 4 总结和展望 |
| 1)多材料体系： |
| 2)多集成方式： |
| 3)多物理维度： |
| 4)多频段： |
| 5)多媒介： |
| 6)多功能： |
| 7)多应用场景： |
（2）基于可控光纤光栅的超窄线宽激光器调谐技术研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 可调谐激光器的应用需求 |
| 1.2.1 光通信 |
| 1.2.2 微波信号产生 |
| 1.2.3 精密测量 |
| 1.3 可调谐光纤激光器的研究现状 |
| 1.3.1 光纤激光器 |
| 1.3.2 窄线宽光纤激光器 |
| 1.3.3 窄线宽光纤激光器的波长调谐 |
| 1.4 论文的研究内容以及章节安排 |
| 2 光纤激光器的波长调谐及测量的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 波长调谐机制 |
| 2.2.1 基于石墨烯光热效应的波长调谐机制 |
| 2.2.2 基于偏振转换光纤声光效应的波长调谐机制 |
| 2.3 光纤激光器窄线宽运行机制 |
| 2.3.1 布里渊激光的运转机制 |
| 2.3.2 饱和吸收选模机制 |
| 2.3.3 瑞利散射线宽压缩机制 |
| 2.4 窄线宽激光器的测量 |
| 2.4.1 基于延时自外差的线宽测量 |
| 2.4.2 基于差分相位解调的频率噪声测量 |
| 2.4.3 相对强度噪声测量 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 光控/声控光纤光栅器件制备及特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光控石墨烯—光纤布拉格光栅 |
| 3.2.1 石墨烯—光纤复合波导的理论分析 |
| 3.2.2 石墨烯—光纤布拉格光栅制备 |
| 3.2.3 光控调谐实验结果及分析 |
| 3.2.4 动态响应测试结果及分析 |
| 3.3 偏振转换声光光纤光栅 |
| 3.3.1 模式劈裂及声控调谐的理论分析 |
| 3.3.2 声光光纤光栅制备 |
| 3.3.3 声控调谐实验结果及分析 |
| 3.3.4 调谐时间响应测试结果及分析 |
| 3.4 声光光纤光栅动力学测量 |
| 3.4.1 基于耗散孤子—色散傅里叶变换的快速光谱测量原理 |
| 3.4.2 声光光栅瞬态光谱测量实验系统 |
| 3.4.3 测量结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 光控可调超窄线宽光纤激光器 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光控可调超窄线宽布里渊光纤激光器 |
| 4.2.1 实验系统 |
| 4.2.2 激光静态特性测试实验及分析 |
| 4.2.3 激光光控调谐实验及分析 |
| 4.2.4 实验结果讨论 |
| 4.3 瑞利散射线宽深压缩的光控可调超窄光纤激光器 |
| 4.3.1 实验系统 |
| 4.3.2 激光静态特性测试实验及分析 |
| 4.3.3 激光光控调谐实验及分析 |
| 4.3.4 实验结果讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 声控可调超窄线宽光纤激光器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 声控可调超窄线宽光纤激光器 |
| 5.2.1 实验系统 |
| 5.2.2 激光静态特性测试实验及分析 |
| 5.2.3 激光声控调谐实验及分析 |
| 5.2.4 动态调谐响应实验及分析 |
| 5.2.5 实验结果讨论 |
| 5.3 半导体增益介质对声光波长调谐性能的提升 |
| 5.3.1 调谐范围扩展 |
| 5.3.2 激光弛豫振荡抑制 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 全文总结与展望 |
| 6.1 内容总结 |
| 6.2 论文创新点 |
| 6.3 论文不足及进一步研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读博士学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读博士学位期间获得奖项 |
| C.作者在攻读博士学位期间参与科研项目 |
| D.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（3）矢量光信号的聚合与解聚合技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 矢量光信号聚合的研究意义与现状 |
| 1.3 矢量光信号解聚合的研究意义与现状 |
| 1.4 论文内容和章节安排 |
| 第二章 非线性效应的基本理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 非线性效应 |
| 2.2.1 非线性效应的发生介质 |
| 2.2.2 非线性效应的分类 |
| 2.3 四波混频原理 |
| 2.4 矢量光信号相干叠加 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 8PSK聚合与解聚合的理论研究与仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 8PSK聚合与解聚合的理论研究 |
| 3.2.1 BPSK向8PSK聚合的理论研究 |
| 3.2.2 8PSK向BPSK解聚合的理论研究 |
| 3.2.3 相位保持幅度压缩的信号再生 |
| 3.3 8PSK聚合与解聚合的仿真 |
| 3.3.1 BPSK向8PSK聚合的仿真 |
| 3.3.2 8PSK向BPSK解聚合的仿真 |
| 3.4 仿真结果分析 |
| 3.4.1 BPSK向8PSK聚合的仿真结果分析 |
| 3.4.2 8PSK向BPSK解聚合的仿真结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 16QAM聚合与解聚合的理论研究与仿真 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 16QAM聚合与解聚合的理论研究 |
| 4.2.1 BPSK向16QAM聚合的理论研究 |
| 4.2.2 16QAM向BPSK解聚合的理论研究 |
| 4.2.3 BPSK向64QAM聚合的理论研究 |
| 4.3 16QAM聚合与解聚合的仿真 |
| 4.3.1 BPSK向16QAM聚合的仿真 |
| 4.3.2 16QAM向BPSK解聚合的仿真 |
| 4.4 仿真结果分析 |
| 4.4.1 BPSK向16QAM聚合的仿真结果分析 |
| 4.4.2 16QAM向BPSK解聚合的仿真结果分析 |
| 4.4.3 BPSK向64QAM聚合的仿真结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表论文情况 |
（4）基于相位敏感参量放大过程的超低噪全光放大器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光放大器概述 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 FOPA的研究进展 |
| 1.2.2 FOPA增益和带宽性能研究 |
| 1.2.3 FOPA噪声特性的研究 |
| 1.2.4 FOPA增益平坦性研究 |
| 1.2.5 FOPA应用研究 |
| 1.2.6 相位敏感型FOPA研究 |
| 1.3 论文研究内容和创新点 |
| 1.4 论文组织结构 |
| 参考文献 |
| 第二章 FOPA的增益与噪声理论 |
| 2.1 四波混频效应 |
| 2.2 参量放大过程 |
| 2.3 相位敏感参量放大过程 |
| 2.3.1 基于χ~((2))介质的相位敏感参量放大过程 |
| 2.3.2 基于χ~((3))介质的相位敏感参量放大过程 |
| 2.3.3 级联型相位敏感光纤参量放大器的增益理论 |
| 2.3.4 级联型相位敏感光纤参量放大器的噪声理论 |
| 2.4 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第三章 FOPA的增益性能研究 |
| 3.1 单泵浦PI-FOPA增益的实验研究 |
| 3.1.1 单泵浦PI-FOPA的实验装置 |
| 3.1.2 单泵浦PI-FOPA的实验研究与分析 |
| 3.2 单泵浦PS-FOPA增益的实验研究 |
| 3.2.1 单泵浦PS-FOPA的实验装置 |
| 3.2.2 单泵浦PS-FOPA的实验研究与分析 |
| 3.3 级联型PS-FOPA增益均衡方案研究 |
| 3.3.1 方案设计 |
| 3.3.2 实验装置 |
| 3.3.3 实验结果与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 FOPA的噪声性能研究 |
| 4.1 单泵浦PI-FOPA噪声研究 |
| 4.1.1 放大量子噪声 |
| 4.1.2 泵浦转移噪声 |
| 4.1.3 拉曼额外噪声 |
| 4.2 级联型PS-FOPA噪声研究 |
| 4.2.1 放大量子噪声 |
| 4.2.2 泵浦转移噪声 |
| 4.2.3 拉曼额外噪声 |
| 4.3 一种空子载波间插的OFDM信号低噪声传输方案研究 |
| 4.3.1 方案设计 |
| 4.3.2 实验装置 |
| 4.3.3 结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 FOPA宽带增益平坦优化研究 |
| 5.1 多级级联型FOPA数学模型 |
| 5.1.1 多级级联型PI-FOPA数学模型 |
| 5.1.2 多级级联型PS-FOPA数学模型 |
| 5.2 FOPA增益平坦性优化算法研究 |
| 5.2.1 编码设定 |
| 5.2.2 初始化操作 |
| 5.2.3 变异操作 |
| 5.2.4 交叉操作 |
| 5.2.5 选择操作 |
| 5.2.6 终止操作 |
| 5.3 仿真优化 |
| 5.3.1 多级级联型PI-FOPA仿真优化 |
| 5.3.2 多级级联型PS-FOPA仿真优化 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 附录1: 缩略语 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间发表的学术成果 |
（5）基于二维材料的全光器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 基于二维材料的全光器件研究现状 |
| 1.2.1 基于二维材料的开关幅度调制器的研究现状 |
| 1.2.2 光克尔效应的研究现状 |
| 1.2.3 基于二维材料的全光波长转换器研究现状 |
| 1.3 论文研究目的、内容及创新点 |
| 第2章 基本理论 |
| 2.1 基于二维材料的全光幅度调制器的理论基础 |
| 2.2 全光阈值的理论基础 |
| 2.3 光克尔效应 |
| 2.4 四波混频的基本理论 |
| 2.4.1 四波混频的起源 |
| 2.4.2 四波混频理论 |
| 第3章 二维材料的制备及表征特性 |
| 3.1 二维材料的制备 |
| 3.2 二维材料的表征 |
| 3.2.1 Z扫描技术 |
| 3.2.2 二维材料的表征 |
| 第4章 基于二维材料的全光调制研究 |
| 4.1 以黑磷为代表的二维材料可饱和吸收效应实验 |
| 4.2 基于黑磷-微纳光纤复合结构的全光调制实验原理 |
| 4.3 基于黑磷-微纳光纤复合结构的全光调制实验 |
| 4.4 全光调制实验的结果分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 基于黑磷-微纳光纤复合结构全光阈值器实验 |
| 5.1 基于二维材料的全光阈值器实验原理 |
| 5.2 基于二维材料的全光阈值器实验 |
| 5.3 基于二维材料的全光阈值器实验结果分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 基于二维材料的克尔光开关研究 |
| 6.1 基于铋烯-微纳光纤复合结构的光开关实验 |
| 6.2 黑磷-微纳光纤复合结构的克尔光开关实验 |
| 6.3 小结 |
| 第7章 基于二维材料的四波混频研究 |
| 7.1 基于铋烯-微纳光纤的四波混频实验 |
| 7.2 基于黑磷-微纳光纤的四波混频实验 |
| 7.3 基于黑磷量子点-微纳光纤的四波混频实验 |
| 7.4 小结 |
| 第8章 基于二维材料的器件在全光通信系统中的应用 |
| 8.1 光通信系统简介 |
| 8.1.1 光通信系统的历史 |
| 8.1.2 光通信系统的发展 |
| 8.1.3 光通信系统的构成 |
| 8.2 基于黑磷量子点-微纳光纤的通信系统传输实验 |
| 8.2.1 实验装置 |
| 8.2.2 实验结果分析 |
| 8.3 基于铋烯-微纳光纤的通信系统传输实验 |
| 8.3.1 实验装置 |
| 8.3.2 实验结果分析 |
| 8.4 二维材料在通信系统中的实际应用 |
| 8.4.1 实验目的 |
| 8.4.2 实验准备 |
| 8.4.3 黑磷量子点在光通信系统中的应用实验 |
| 8.5 小结 |
| 第9章 总结与展望 |
| 9.1 总结 |
| 9.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
（6）高速光传输系统全光纤功能器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 光纤传输系统中关键器件简介 |
| 1.3 主要研究内容及创新点 |
| 1.4 论文章节安排 |
| 2 全光纤器件的制备和调控方法 |
| 2.1 全光纤器件的制备方法简介 |
| 2.2 多芯光纤中的马赫曾德尔干涉仪的制备和调控 |
| 2.3 多芯光纤长周期光栅的制备和调控 |
| 2.4 多芯光纤手性光栅的制备和调控 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 全光纤可编程二阶微分器的研究 |
| 3.1 光时域微分器简介 |
| 3.2 全光纤可编程滤波器的研究 |
| 3.3 波长带宽可调谐全光二阶微分器的研究 |
| 3.4 多通道二阶全光微分器架构 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 全光纤带内光信噪比监测器件的研究 |
| 4.1 光信噪比检测技术简介 |
| 4.2 全光纤可编程带内光信噪比监测 |
| 4.3 传输系统测试和监测性能评估 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于多芯光纤的芯间信号组播和交换器件研究 |
| 5.1 光网络中全光信号组播和交换方案简介 |
| 5.2 基于多芯光纤的芯间信号组播研究 |
| 5.3 可重构芯间信号切换研究 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结和展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间发表主要论文目录 |
| 附录2 攻读博士学位期间发表其他论文目录 |
| 附录3 缩略词汇表 |
（7）宽带微波光子信号调控及处理技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与研究意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 微波光子信号处理 |
| 1.2.2 集成微波光子信号处理 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 第2章 微波光子信号处理基础 |
| 2.1 系统关键器件和效应 |
| 2.1.1 光调制器 |
| 2.1.2 光电探测器 |
| 2.1.3 光谐振环 |
| 2.1.4 频-时映射效应 |
| 2.1.5 受激布里渊效应 |
| 2.2 微波光子信号处理 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 微波光子滤波器 |
| 3.1 基于MZI的可调光梳状滤波器 |
| 3.1.1 滤波器设计 |
| 3.1.2 基于滤波器的全光码型转换应用 |
| 3.2 基于偏振分束的光梳状滤波器 |
| 3.2.1 滤波器设计 |
| 3.2.2 基于滤波器的数字调制信号发生应用 |
| 3.3 基于Si_3N_4谐振环的可编程微波光子滤波器 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 可调谐微波光子信号生成 |
| 4.1 基于光外差探测的2PSK信号生成 |
| 4.2 基于频-时映射的超宽带信号生成 |
| 4.3 基于交叉频-时映射的任意波形生成 |
| 4.3.1 基于非相干光的交叉频-时映射 |
| 4.3.2 基于相干光的交叉频-时映射 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 高速微波频率切换与测量 |
| 5.1 瞬时频率测量 |
| 5.2 高速频率切换 |
| 5.2.1 高速梳状微波光子滤波器 |
| 5.2.2 高速超精细单通带微波光子滤波器 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 本论文缩略词列表 |
| 攻读博士期间发表的论文和科研成果 |
（8）弹性光网络中的信号处理关键技术与应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 弹性光网络的发展现状与趋势 |
| 1.1.1 传统WDM光网络 |
| 1.1.2 固定通道间隔带来的问题 |
| 1.1.3 弹性光网络的出现 |
| 1.2 弹性光网络的关键技术 |
| 1.2.1 弹性光网络体系架构 |
| 1.2.2 物理层关键技术 |
| 1.2.3 信号处理关键技术 |
| 1.3 弹性光网络中信号处理技术的发展需求和研究现状 |
| 1.3.1 弹性光交换中光信号处理的发展需求 |
| 1.3.2 弹性光传输中数字信号处理的发展需求 |
| 1.3.3 研究现状 |
| 1.4 论文的主要工作和创新点 |
| 参考文献 |
| 第二章 弹性光交换节点结构 |
| 2.1 弹性光交换节点结构及其核心部件 |
| 2.1.1 基于WSS的ROADM结构 |
| 2.1.2 WSS的技术实现 |
| 2.1.3 基于LCoS的TB-WSS |
| 2.2 具有光信号处理功能的ROADM结构 |
| 2.2.1 典型的弹性ROADM结构 |
| 2.2.2 具有光信号处理功能的弹性ROADM结构 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 弹性光交换中的高阶调制光信号处理 |
| 3.1 适用于弹性光交换的波长变换方案 |
| 3.1.1 弹性光交换中波长变换的意义 |
| 3.1.2 具有波长变换能力的无色无向无冲突ROADM结构 |
| 3.1.3 实验设置 |
| 3.1.4 实验结果 |
| 3.2 适用于弹性光交换的光域WDM组播方案 |
| 3.2.1 弹性光交换中光域WDM组播的意义 |
| 3.2.2 基于SOA中FWM效应的一系列WDM组播方案 |
| 3.2.3 实验设置和结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 多功能多路并行光信号处理 |
| 4.1 双路DQPSK到DPSK的光域调制格式转换和波长变换方案 |
| 4.1.1 光域调制格式转换对弹性光网络的意义 |
| 4.1.2 双路DQPSK到DPSK的调制格式转换兼波长变换原理 |
| 4.1.3 基于LCoS技术的多功能弹性光交换单元 |
| 4.1.4 实验设置和结果分析 |
| 4.2 三路DPSK信号的光域逻辑门和WDM组播方案 |
| 4.2.1 基于QD-SOA的光域逻辑门对弹性光网络的意义 |
| 4.2.2 三路DPSK信号光域XOR门和WDM组播的工作原理 |
| 4.2.3 实验设置和结果分析 |
| 4.3 基于FBG光域均衡器的全光再生技术 |
| 4.3.1 WDM-PON中基于RSOA的无色ONU方案 |
| 4.3.2 FBG光域均衡工作原理 |
| 4.3.3 实验设置和结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 弹性光传输中基于机器学习的数字信号处理 |
| 5.1 基于支持向量机的非线性判决器 |
| 5.1.1 支持向量机的基本原理 |
| 5.1.2 仿真系统 |
| 5.1.3 SVM对M-PSK信号做判决处理的结果分析 |
| 5.1.4 SVM对16QAM信号做判决处理的结果分析 |
| 5.2 基于人工神经网络的信号再生算法 |
| 5.2.1 人工神经网络的基本原理 |
| 5.2.2 基于BP-ANN的16QAM信号检测方案 |
| 5.2.3 仿真系统 |
| 5.2.4 结果分析 |
| 5.3 基于k近邻的系统损伤补偿算法 |
| 5.3.1 k近邻算法的基本原理 |
| 5.3.2 基于KNN的16QAM信号检测方案 |
| 5.3.3 仿真系统和结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 附录缩略语 |
| 致谢 |
| 博士期间发表论文 |
（9）高速光通信全光关键技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高速光时分复用技术 |
| 1.2.1 光时分复用技术的发展 |
| 1.2.2 关键技术研究进展 |
| 1.3 全光时钟提取技术的研究现状 |
| 1.4 光延时技术的研究进展 |
| 1.5 全光交换的研究背景及现状 |
| 1.6 本论文的主要内容和研究成果 |
| 2 高速光时分复用系统的实现及优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超短脉冲的产生及压缩 |
| 2.3 160 Gb/s OTDM信号的生成 |
| 2.4 100 km伪线性传输链路 |
| 2.5 高速OTDM信号的解复用 |
| 2.6 实验结果与讨论 |
| 2.7 基于光滤波器提高OTDM光谱利用率 |
| 2.8 小结 |
| 3 全光时钟提取技术的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于受激布里渊散射的时钟提取技术 |
| 3.2.1 时钟提取原理 |
| 3.2.2 时钟提取结构分析 |
| 3.2.3 数值模型及参数优化 |
| 3.2.4 时钟提取实验 |
| 3.3 高速光时分复用信号的单路/群路时钟提取 |
| 3.3.1 幅度差异引入的时钟分量增强 |
| 3.3.2 时延差异引入的时钟分量增强 |
| 3.3.3 时钟分量提取分析 |
| 3.3.4 时钟分量提取实验 |
| 3.4 多路RZ信号的全光时钟提取 |
| 3.4.1 频率间隔分析 |
| 3.4.2 路RZ信号的全光时钟提取实验 |
| 3.5 NRZ信号的全光时钟恢复 |
| 3.5.1 基于SOA和CFBG的时钟增强结构 |
| 3.5.2 数值模型及参数优化 |
| 3.5.3 单路/多路NRZ信号时钟恢复实验研究及分析 |
| 3.6 小结 |
| 4 微环谐振腔光延时线 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微环谐振腔光延时线基本结构及理论模型 |
| 4.2.1 微环谐振腔光延时线结构及分类 |
| 4.2.2 微环谐振腔光延时线的理论模型 |
| 4.3 微环谐振腔光延时芯片设计 |
| 4.4 集成波导光延时芯片的制备及测试 |
| 4.5 小结 |
| 5 新型光路交换网光层组播业务实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 新型光路交换网络的构建及基本功能 |
| 5.2.1 网络基本结构 |
| 5.2.2 波长分配及业务 |
| 5.2.3 网络管理 |
| 5.3 基于光纤光栅波长路由的光层组播 |
| 5.3.1 基于改进型DaC结构的光层组播方案 |
| 5.3.2 网络中光层组播的具体实现 |
| 5.4 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本论文的主要研究成果 |
| 6.2 下一步拟开展的研究工作 |
| 参考文献 |
| 缩写词索引 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（10）硅线波导中非线性光控光特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 导波光的四波混频 |
| 1.3 基于FWM的全光再生方案 |
| 1.3.1 基于高阶FWM边带的全光幅度再生方案 |
| 1.3.2 基于高功率泵浦调制的全光幅度再生方案 |
| 1.4 基于四波混频的光控光相位转移特性 |
| 1.5 本文的研究内容及创新点 |
| 第二章 硅线波导的线性传输特性 |
| 2.1 SOI矩形波导的分析方法 |
| 2.1.1 硅线波导模型 |
| 2.1.2 条形波导模式分析方法 |
| 2.1.3 马卡梯里方法 |
| 2.1.4 有限差分法 |
| 2.2 硅线波导的结构参数设计和单模传输条件 |
| 2.2.1 硅线波导的模式分析 |
| 2.2.2 硅线波导的单模条件 |
| 2.2.3 硅线中的模场图 |
| 2.3 硅线波导的色散特性 |
| 2.3.1 硅线波导的材料色散 |
| 2.3.2 硅线波导的色散分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 硅线波导中导波光的非线性传播 |
| 3.1 硅线波导的材料特性 |
| 3.1.1 非线性极化效应 |
| 3.1.2 克尔效应 |
| 3.1.3 双光子吸收特性 |
| 3.1.3.1 简并情况 |
| 3.1.3.2 非简并情况 |
| 3.1.4 自由载流子吸收效应 |
| 3.2 硅线波导的非线性系数 |
| 3.3 硅线波导中的四波混频 |
| 3.4 耦合模方程的数值计算方法 |
| 3.5 硅线中的FWM计算 |
| 3.5.1 损耗对FWM效率的影响 |
| 3.5.2 波导长度和入射泵浦光的优化 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 四波混频光控光幅度转移特性 |
| 4.1 简并FWM的全光再生方案 |
| 4.2 功率转移函数曲线的特性 |
| 4.3 硅线中的功率转移特性 |
| 4.3.1 不同硅线长度的功率转移特性 |
| 4.3.2 不同信号光波长的功率转移特性 |
| 4.3.3 不同线性传输损耗和有效载流子寿命的功率转移特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 四波混频光控光相位转移特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 相位再生的原理 |
| 5.2.1 参量增益与参量放大 |
| 5.2.2 相位再生理论分析 |
| 5.3 硅线波导中FWM相位转移特性 |
| 5.3.1 相位转移特性的理论分析 |
| 5.3.2 相位转移特性的性能评估 |
| 5.4 相位转移函数曲线的参数依赖性 |
| 5.4.1 泵浦光功率的影响 |
| 5.4.2 输入信号光和闲频光功率比的影响 |
| 5.4.3 信号光波长的影响 |
| 5.4.4 硅线波导长度和线性损耗系数的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 本文工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、The Tolerance of All-Optical Switching Based on Cascaded Second-Order Nonlinearity in PPLN APE Waveguide（论文参考文献）
- [1]片上集成多维光互连和光处理[J]. 王健,曹晓平,张新亮. 中国激光, 2021(12)
- [2]基于可控光纤光栅的超窄线宽激光器调谐技术研究[D]. 李雨佳. 重庆大学, 2020(02)
- [3]矢量光信号的聚合与解聚合技术研究[D]. 潘丽蒙. 北京邮电大学, 2020(04)
- [4]基于相位敏感参量放大过程的超低噪全光放大器关键技术研究[D]. 王凯. 北京邮电大学, 2019(01)
- [5]基于二维材料的全光器件研究[D]. 王可. 深圳大学, 2019(11)
- [6]高速光传输系统全光纤功能器件研究[D]. 汪若虚. 华中科技大学, 2018(05)
- [7]宽带微波光子信号调控及处理技术研究[D]. 姜恒云. 西南交通大学, 2017(10)
- [8]弹性光网络中的信号处理关键技术与应用研究[D]. 王丹石. 北京邮电大学, 2016(02)
- [9]高速光通信全光关键技术研究[D]. 陈明. 北京交通大学, 2014(06)
- [10]硅线波导中非线性光控光特性研究[D]. 徐洋洋. 电子科技大学, 2014(03)