一、Strictly Transparent Wavelength Conversion Using Multi-Wavelength Signal Generation（论文文献综述）
孔晓艺[1]（2021）在《全光通信系统中利用非线性效应进行调制格式转换和波长转换的仿真研究》文中认为在通信领域,光纤通信占据了重要的位置,特别是在5G（5th-Generation）时代到来之际,面临着大容量的数据交换和传输,信息传输网络的容量利用率需要扩大,传输速率要提高。全光通信系统以其传输信息的高效性逐渐代替了传统的“光-电-光”传输模式。全光信号处理的方式弥补了传统电子信号处理的不足,支持超快透明的光信号处理,是适用于实际通信系统中的信号处理方式。高速全光信号处理功能能够更便捷地实现灵活、低延迟的网络数据流量管理。其中,全光调制格式转换和波长转换在未来的光纤网络设计中,对于提高波长路由能力、提高网络可重构性具有重要作用。本文设计了在全光通信系统中通过非线性效应进行调制格式转换和波长转换的两个方案。传统的信息调制格式转换需要将光信号解调为电信号,对信息进行解调,然后以新的调制格式对信息进行重新调制以进行传输。全光调制格式转换方案简化了光电转换部分,在当信息传输系统中不具有匹配的16QAM（16-Quadrature Amplitude Modulation）接收器时适用,并且本方案所设计的系统可以实现波长组播,即当信息从单用户发送到多端用户时,该系统也适用。先前提出的方案中并无法实现波长多播,或者两个转换后的QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）信号的质量不同且较差,本文的方案解决了这些不足。本方案通过激光源与泵浦光在高度非线性光纤（High Nonlinear Fiber,HNLF）中进行四波混频,新生成的光与原16QAM相位方向是正交的,然后通过偏振滤波将两路正交的16QAM分离,通过半导体光放大器（Semiconductor Optical Amplifier,SOA）进行自相位调制和交叉增益调制,使输入脉冲压缩整形,从而实现从16QAM到QPSK调制格式的转换,通过选择合适的光子器件使最终输出的两路QPSK调制格式的信号都保持在X方向,作为并行的两路信号,从而最终实现了从一路16QAM信号到两路并行QPSK信号的调制格式转换。本文对系统转换过程中的光谱图以及星座图的变化作出了分析和解释,根据测得的数据,得到了输入端光信噪比（Optical Signal Noise Ratio,OSNR）、原始信号光的光功率和泵浦光的光功率与系统误码率的测得数据,得出了之间的相互关系和影响趋势。本文用软件对系统进行了仿真实验,证实系统可以成功运行,而且得出了理想的结果,足以证明该方案搭载于现实通信系统中是可以进行实际操作的。在通信系统中,通常会因为波长信道数受限,导致通信过程中发生波长竞争,全光波长转换可以直接实现波长复用,解决信道数受限的问题。通信网络的容量利用率和信号的传输速率的提高,也能够通过全光波长转换的方式得以实现,因此全光波长转换的研究有着重要的现实意义。本文所提出的全光波长转换方案是基于两段级联的HNLF,通过其中的四波混频效应实现转换,输入端为双用户,即两种不同调制格式,分别为16QAM和QPSK。信息通过OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）调制到特定频率的激光器上,经过波长转换后,在接收端的光信号处于另一频率。本方案首次提出通过级联的HNLF进行波长转换,通过模拟仿真验证其可行性,分析了转换过程中光谱图和星座图的变化,分析了输入端不同光信噪比对系统性能的影响趋势,而且还将此系统应用于信息经不同距离光纤传输后进行波长转换,和单用户系统中。通过模拟仿真及数据结果分析,验证了该方案的可靠性。
徐贵勇[2]（2021）在《半导体光放大器的增益饱和特性及波长转换技术的理论研究》文中认为光纤通信是为当今电信网络的最终用户提供宽带服务的驱动力之一,能够覆盖更大的地理区域,光纤被用作传输介质,与传统双绞线电缆的铜线相比,具有很多优点,比如光纤的线径细、重量轻、原料丰富,有利于资源利用,正是这些优点是使人们的日常生活变得轻松。为了支持不断增长的互联网流量和多媒体通信服务,未来的光接入网系统将具有超高传输速度和超大容量的特点。目前接入网面临着光网络不透明、频谱效率低、带宽严重不足等问题,为了解决这一系列问题,本文提出利用易集成的半导体光放大器为波长转换提供一种透明光网络方案;利用高阶调制方案替代传统的直接调制来提高频谱效率;利用相干检测技术接收高阶调制信号并为‘λ-to-the-user’提供一种可行性方案,从而缓解目前带宽严重不足的问题。全文的主要工作有以下几个方面:1、建立基于迭代算法的稳态模型。以半导体光放大器（Semiconductor optical amplifier,SOA）宽带理论模型为基础,在考虑载流子浓度和放大自发辐射噪声变化的情况下,对In P-In Ga As P均匀掩埋的半导体光放大器建立了一种有效的数学模型,实时更新其载流子浓度、放大自发辐射噪声、受激辐射等参数,最终通过该稳态模型得到了在一定偏置电流、输入功率下,器件的增益和噪声指数。2、利用SOA来实现快速波长转换。在前期建立的SOA宽带模型的基础上,进一步分析波长转换中SOA四波混频的理论模型,并对该理论在10 Gb/s传输速率下进行全光波长转换的理论验证实验,并针对某一信道实现波长转换;然后进一步搭建了4×10Gb/s的双向传输系统,通过观察其在多信道下的传输误码率和眼图来分析系统的传输性能。3、实现差分相移键控（Differential phase shift keying,DPSK）高阶调制的相干检测。首先讨论了光调制的工作原理,对基于强度调制和相位调制下的几种新型调制格式进行了仿真研究,通过理论分析对比几种调制格式的优劣。然后利用DPSK调制和解调方案,在40 Gb/s传输速率下对平衡检测和相干检测方案进行对比,进一步验证相干检测在误码率、接收机灵敏度等方面的优势。
尚祥[3]（2020）在《基于1.5μm激光雷达的气溶胶观测和反演方法研究》文中提出大气气溶胶指的是悬浮于大气中的固体和液体颗粒物和气体载体组成的多相分散体系,典型代表有烟雾、沙尘、花粉、云雾滴等粒子。大气气溶胶不仅会直接影响人类的健康,对许多大气物理过程也有着重要的影响。在大气气溶胶的研究中,气溶胶的观测手段主要可分为直接探测和遥感探测两种。直接探测主要利用的是原位测量仪,如黑碳仪、粒子谱仪、气体成分检测仪等,借助地面基站、探空气球、飞机挂载等方法进行探测。直接测量取样范围较小,时空分辨率较低,因此遥感探测越来越引起人们的兴趣。激光雷达作为一种新兴的主动式光学遥感设备,凭借着大探测跨度、高时空分辨率、高测量精度、时间上的全天时性等方面所具有的优势,已被广泛应用于边界层气溶胶探测。本论文介绍了1.5μm人眼安全气溶胶激光雷达的研制的过程,论文共分为四个章节。第一章为绪论。本章节介绍了目前激光雷达遥感主要的应用方向和三种对城市污染监测有帮助的激光雷达目前已经取得的一些研究进展。对光散射法测量气溶胶粒径分布的国内外研究状况进行了回顾与总结。第二章为基于激光雷达的气溶胶反演方法。首先介绍了大气中主要的三种光与颗粒相互作用,根据米散射理论计算出散射效率因子等参数。然后介绍了三种气溶胶消光系数反演方法,并进行了细致的误差分析。根据误差分析的结果,提出了一种新的近场迭代消光系数反演方法,能够自动确定参考点位置,迭代参考点消光系数数值,降低气溶胶消光系数测量误差。利用所得消光系数开发了一套三波长激光雷达反演颗粒物粒径分布和质量浓度的算法,并进行了误差分析。第三章为基于1.5μm激光雷达的大气气溶胶观测。分别介绍了（1）1.5μm能见度激光雷达的系统研制与合肥地区春、秋季节的实际观测结果;（2）1.5μm激光雷达测量PM10的算法,基于CALIPSO卫星的气溶胶模型研究了不同波长测量PM10的误差大小,并在合肥地区进行了实测验证;（3）定点式1.5μm人眼安全激光雷达的研制过程,以及在济南地区夏季观测到的典型本地污染生成事件和外界传输污染事件;（4）扫描式1.5μm激光雷达的研制过程,以及在济南地区春季观测到的污染团快速传输过程,以2分钟的分辨率观测到污染团20分钟内过境6千米区域。第四章为总结和展望。这一章归纳了本文主要的创新点,并对后续工作的开展进行了展望。
孙剑[4]（2019）在《高速光纤通信系统中全光信号处理技术的研究》文中认为随着信息时代到来,虚拟现实、物联网、高清视频直播等技术和业务深入人们的日常生活和工作,光纤通信系统时刻面对着巨大的带宽需求。研究人员通过提高单通道速率、优化频谱效率以及开发新的复用维度等方法不断增加系统容量,总结近30年来OFC会议上Post Deadline文章,可以发现实验室中的光纤通信系统容量平均每四年提高10倍。使用多种技术相结合的方式可以非常有效地提高通信系统容量,但也将同时大幅增加网络节点复杂度,进而对光信号处理能力提出更高的要求,如高质量光信号源生成、多路信号同时处理、对信号波长和带宽透明、降低节点复杂度等。能够应对复杂网络环境并且低成本的光信号处理技术将成为能否将实验室中的超大容量系统成功商用化的关键因素。本文结合参与课题内容,对正常色散区超连续谱生成机理、光时分复用（Optical Time Division Multiplexing,OTDM）分插复用器、全光波长转换、宽度调谐脉冲生成以及全光相关器等这些光信号处理相关技术进行理论和实验研究,得到一些有益的结论和成果,主要的创新点和研究成果如下:（1）理论研究了脉冲在高非线性光纤（Highly Non-linear Fiber,HNLF）正常色散区超连续谱演化过程中的光谱收缩现象。在正常色散区,脉冲光谱存在能量由两侧波长向内侧转移的机制,这种机制主要由四波混频（Four Wave Mixing,FWM）过程中的能量回传和群速度色散（Group Velocity Dispersion,GVD）导致的走离效应共同作用引起,出现在光波分裂（Optical Wave Breaking,OWB）现象发生之后,其发生的传输距离与脉冲峰值功率和光纤色散成反比。另外受激拉曼散射（Stimulated Raman Scattering,SRS）和交叉相位调制（Cross-Phase Modulation,XPM）效应对光谱收缩现象具有不同影响,表现为:当脉冲内同一时刻重叠的频率分量间隔达到拉曼增益范围时,在SRS的作用下短波长分量会将能量转移给长波长分量,导致短波长分量收缩速度快于长波长分量;XPM在脉冲前后沿表现为不同特性,分别体现为红移和蓝移,这会导致两侧光谱收缩不同步。（2）理论研究了 HNLF正常色散区脉冲前后沿尾部非频移部分演化过程。SRS加速了前沿非频移部分的能量减弱过程,减缓了后沿非频移分量能量减弱过程,三阶色散和自陡峭效应虽然可以导致光谱不对称展宽,但对于尾部非频移分量影响较小;XPM对非频移部分影响表现为脉冲不同频率分量在前后沿重合时,能量较强的部分对能量较弱的非频移部分进行相位调制,最先在靠近脉冲中心的位置发生,前沿的非频移部分出现红移,而后沿部分出现蓝移,传输过程中非频移部分一直受到XPM作用,红移部分持续红移,蓝移部分持续蓝移,波长逐渐靠近前后沿频移部分。（3）分别基于XPM和自相位调制（Self-Phase Modulation,SPM）效应提出了双向使用高非线性光纤结构的全光分插复用和波长转换方案,并进行了实验验证,相比于已有的方案,文中提出方案在仅使用一段HNLF的条件下实现了同时对两路OTDM信号分别进行处理,减少了使用器件数量,简化了系统结构,进行了 2*80 Gbit/s OTDM信号分插复用实验以及50 Gbit/s和20 Gbit/s信号同时波长转换实验,实验结果表明提出的结构都实现了信号无误码接收,具有良好的信号处理能力。（4）分别基于铌酸锂调制器的偏振特性和行波特性提出了两种宽度可调谐脉冲生成方案,并进行了理论分析和实验验证。相比于现有方案,提出的方案在仅采用一个单驱动强度调制器情况下实现了脉冲占空比21%-50%范围内连续可调,简化了系统结构。利用提出的宽度可调谐脉冲生成结构分别进行了 40Gb/s OTDM信号解复用和80 Gb/s OTDM信号100 km传输解复用实验,都实现了实现了无误码接收,实验表明提出的结构具备对高速光信号处理的能力。（5）提出了一种基于多模光纤中模式色散的全光相关器。理论和实验研究证明短脉冲光以不同角度从不同位置注入到多模光纤中可以激励起离散的模式群,这些模式群因模式色散在光纤输出端会形成特有的脉冲响应,依此可以建立空间到时间的一一对应关系。搭建了基于模式色散的全光相关器实验结构,完成了对8-bit码元的全光检测实验。另外当相关器脉冲响应为矩形时,提出的结构可以用于实现全光积分,并进行了实验验证。
黎泽[5]（2018）在《中短距离光联网信号处理若干关键技术研究》文中进行了进一步梳理随着云计算、物联网、虚拟现实等新型业务的快速发展,用户对带宽的需求日益增长。应对这种需求,作为支撑信息社会的重要基础,光通信网络向着更高速率和更大容量的方向发展。数据中心光互连、光接入网、城域光互连等典型的中短距离光联网是光网络的重要组成部分,其传输距离由几米到几百公里不等,与长距离数据传输不一样,其对系统的成本和能耗更加敏感。研究中短距离光联网的信号处理技术,特别是光接入与光互连的信号处理技术,对未来光网络技术的创新和发展都具有重要的意义,也是目前光通信研究的热点和难点。目前,光接入与光互连的信号处理技术存在一些关键问题尚待解决,如光接入和光互连节点缺乏灵活可重构的光信号处理子系统,导致网络自适应性和灵活性差,功能单一,缺乏并行多波道、多功能、混合调制格式处理功能,系统光功率受限造成系统实际容量小于理论值的问题等。论文围绕中短距离光联网中信号处理技术面临的关键问题展开研究。主要创新点如下:1、针对波分复用（WDM）光接入网电域组播方案复杂、带宽小、资源利用率低等问题,提出了一种基于半导体光放大器（SOA）中四波混频（FWM）效应的可重构下行多波长光域组播方案,该方案无需改变WDM光接入网结构而将一个组播模块配置在光线路终端（OLT）或者远端节点（RN）即可提供组播服务。实验中实现了下行10 Gbps差分相移键控（DPSK）信号1路到6路可重构的多波长组播,各路组播信号的误码率（BER）性能优于前向纠错（FEC）阈值（BER=3.8×l0-3）。2、针对现有光互连节点带宽无弹性、系统不可重构因而灵活性差的问题,提出了两种城域光互连中软定义可重构的光信号处理方案:a)利用国内合作单位自主研制的基于硅基液晶（LCoS）的可调带宽波长选择开关（TB-WSS）,提出了一种软定义可重构的滤波方案,实验结果表明,该方案可以通过软件编程实现不同类型、不同带宽设置的滤波形状,如高斯滤波器、贝塞尔滤波器、巴特沃斯滤波器等;b)提出了一种城域光互连中软定义可重构的多波长组播方案,解决数据源与首跳网络节点间以及光互连节点波长冲突和组播需求的问题,实现可重构的多波长组播功能。以上方案都通过实验验证,可应用在软定义光互连架构中,实现软定义可重构的光交换、滤波、多波长组播等功能,使光互连网络具有更强的自适应性和灵活性。3、针对光互连节点中混合调制下多路光信号处理的难题,提出了一种基于高非线性光纤（HNLF）中FWM效应的三通道二进制相移键控（BPSK）、BPSK、正交相移键控（QPSK）混合调制光信号异或运算兼波长变换和多波长组播的多功能光信号处理方案,仿真结果表明,输入两路10 Gbps BPSK信号与一路10 Gbaud/s QPSK信号,可生成五路混合调制格式异或门信号、两路波长变换信号和两路多波长组播信号,生成信号的BER性能都优于FEC阈值,光信噪比（OSNR）代价均不超过0.7dB（@BER=10-3）。4、为了提高光互连中混合调制光信号并行传输时物理层的安全性,提出了一种基于HNLF中FWM效应的三通道BPSK、BPSK、QPSK混合调制光信号光域加密/解密方案,仿真结果表明,该方案无需专门的泵浦光,输入两路10 Gbps BPSK信号与一路10 Gbaud/s QPSK信号,可以实现对两路BPSK信号的光域加密/解密,解密信号的BER性能优于FEC阈值,OSNR代价小于0.8 dB（@BER=10-3）。该方案保证光信号业务安全性的同时也提高了光互连节点信号处理的效率。5、实际光互连系统因光功率受限无法达到很高的OSNR,从而实际容量小于理论值。针对这一问题,提出了一种概率整形算法和4阶脉冲幅度调制相结合（PS-PAM4）的光互连方案,仿真分析了不同接收光功率、传输距离、速率下PS-PAM4信号和均匀分布PAM4信号在光纤中的传输性能,仿真结果表明,当光纤互连系统光功率受限、信噪比（SNR）低的情况下,该方案能有效改善系统的性能、提高系统容量;此外,实验验证了两种PS-PAM4信号与均匀分布PAM4信号在可见光通信（VLC）信道的传输性能,实验结果表明,该方案可以降低VLC系统误符号率（SER）、提高系统的容量,与均匀分布PAM4信号相比,这两种PS-PAM4信号分别使VLC系统的传输速率提升了 18.6%和 22.6%（@SER=10-3）。
王晓燕[6]（2017）在《利用硅基波导的相干编码信号全光波长转换研究》文中提出随着信息时代的到来,传统的通信系统已经不能够满足未来通信的需求,高速大容量的全光通信网络得到了广泛关注。增大通信容量的有效方法有两种:一是使用多进制相干编码提高单位符号上的信息容量;二是采用复用技术增加信道数。在波长路由全光通信网络中,实现全光波长转换对于提高波长的重用率、避免波长碰撞而引起的阻塞具有重要意义。同时,集成波导器件因其稳定性高、可靠性强、重复性好、尺寸小、潜在成本低等突出优点,已成为光电子器件的长远发展方向。因此,本论文利用硅基波导中的四波混频效应,针对多进制相干编码信号,实现了全光波长转换以及组播功能,为全光通信网络的光信号处理提供了集成化解决方案以及有价值的参考。论文的具体内容包括:1、基于绝缘体上硅（SOI）波导,实验实现了 QPSK和16QAM相干编码信号的全光波长转换和组播功能。采用单个和两个连续的泵浦光,实现了 20Gbit/sQPSK信号的波长转换和五通道组播,测试了信号光、转换闲频光和组播闲频光的眼图、星座图和误码率,在误码率为3×10-3时,转换和组播功率代价均小于0.7dB。对于36Gbit/s16QAM信号,在误码率为3.8×10-3时,转换和组播功率代价均小于0.96dB。2、基于SOI波导,实验实现了偏振复用（PDM）、波分复用（WDM）、正交频分复用（OFDM）的相干编码信号的全光波长转换和组播功能。在单个SOI波导中,利用具有一定偏振角度的泵浦光,实现了 PDM-QPSK信号的全光波长转换和组播,在误码率为3×10-3条件下,两个偏振信道的功率代价均小于2.0dB。提出了兼容WDM技术的自适应OFDM信号的全光波长转换,并针对2×11.64 Gbaud/s的不同载波调制的OFDM信号进行了实验验证,在不增加转换功率代价的情况下,将信号速率提高了近12 Gbit/s。3、提出了 一种硅/富硅氮化硅（Si/SRN）混合硅基波导并用于相干编码信号的全光波长转换。设计优化并制作了 Si/SRN混合硅基波导,测试了该波导的线性和非线性特性,测得的非线性克尔系数介于Si和SRN之间,TPA系数小于Si。基于该混合硅基波导实现了20Gbit/sQPSK信号的全光波长转换,在误码率为3×10-3时,转换功率代价为0.39dB,比SOI波导中的转换功率代价更低。
胡晓[7]（2017）在《石墨烯光电子器件设计制备及其在光通信中的应用研究》文中研究指明随着大数据、云时代、智慧城市的到来,高速光通信网络得到快速发展。光通信网络发展有以下三种发展趋势。一是不断提高光通信骨干网络传输信息的速度与容量,以满足信息传输需求。二是光通信网络节点信息处理呈现高速大容量、可调谐、可重构及灵活多功能等趋势,以匹配高速大容量的信息传输。三是光通信网络模块化、集成化是未来光通信的重要趋势。为了提高信息传输容量,可以采用先进高级调制格式和各种信息复用解复用技术。全光信号处理为缓解光通信网络节点信息处理与信息传输速率不匹配提供了有效解决方案。不断提高光电子器件集成度和性能是发展光通信器件的关键所在。石墨烯作为一种二维材料,具有优异独特的光电子学特性,结合现有通信光电子器件,在全光信号处理以及集成光电子器件领域越来越备受关注。本文开展了基于石墨烯的光信号处理以及光电子器件应用研究。具体内容如下:（1）理论研究了石墨烯基本光学特性和石墨烯制备工艺。（1）研究了石墨烯线性光学特性,如石墨烯电导率、介电常数。（2）研究了石墨烯非线性光学特性,主要是石墨烯三阶非线性。（2）实验制备了石墨烯光纤增强非线性光器件,应用于光纤通信全光信号处理中。（1）实验制备了高质量单层石墨烯,转移到普通单模光纤端面,制备石墨烯光纤增强非线性光器件,测量了石墨烯增强四波混频转换效率,实现了基于简并四波混频10 Gbaud正交相移键控（QPSK）信号可调谐高级调试格式波长转换,评估了系统误码率（BER）,实验结果显示闲频光的光信噪比（OSNR）代价在BER为31 10-?时约为2.2 dB。（2）基于上述制备的石墨烯光纤增强非线性光器件,实现了相位共轭/透明的简并/非简并四波混频Nyquist 16 QAM（正交幅度调制）波长转换,研究了转换效率和泵浦功率之间关系,评估了系统BER性能,测量了信号光和转换闲频光的符号序列,并验证了简并四波混频波长转换相位共轭,非简并四波混频波长转换相位透明这一过程。（3）光计算是全光信号处理基本功能,基于石墨烯光纤增强非线性光器件,结合高级调制格式QPSK信号,实验证实了基于石墨烯简并四波混频10 Gbaud两输入（A,B）四进制光加减计算（2A-B,2B-A）;闲频光2A-B和2B-A的OSNR代价在BER为32 10-?分别为7.4 dB和7 dB。（4）基于石墨烯非简并四波混频波长转换,实现了三输入（A,B,C）四进制光计算。实验证实10 Gbaud四进制光加减计算A+B-C,A+C-B,B+C-A。闲频光1546.13 nm（A+B-C）,1550.92 nm（A+C-B）,1554.13 nm（B+C-A）,在BER为2×10-3门限值时（EFEC—7%前向纠错门限）,测得OSNR代价约为7 dB。通过调节信号光相对时延,评估了闲频光BER与信号对准时延性能。（3）石墨烯和硅基微环结合,实验制备了石墨烯集成光子器件,实现了增强非线性片上集成全光信号处理。首先制备了微环,机械转移石墨烯到微环表面,制备了石墨烯微环增强非线性光器件;接着基于石墨烯微环增强非线性光器件,结合高级调制格式信号（QPSK）,实现了10 Gbaud简并四波混频上下波长转换;研究了四波混频转换效率和泵浦光功率之间关系。在温度20到40度范围,石墨烯微环谐振峰可以实现调节。闲频光1538.64 nm和1558.15 nm的转换效率分别为-38.34 dB和-40.2 dB。QPSK上下波长转换OSNR代价在BER为31 10-?（7%前向纠错阈值）小于1.4 dB。（4）石墨烯具有独特的光学特性,结合硅基光子学是集成光电子器件发展的一个趋势。系统理论研究并设计了其他石墨烯集成光子器件。（1）首先对石墨烯建模为各向异性材料,研究了石墨烯电导率以及介电常数特性,基于石墨烯偏振相关电吸收特性和绝缘体上硅平台（SOI）,利用石墨烯-硅水平狭缝波导,仿真、设计了超宽带、紧凑型TM模式通过石墨烯偏振器。（2）基于石墨烯电折射性质,设计了石墨烯宽带相移器,该器件是石墨烯结合硅基垂直狭缝波导,结构包括二氧化硅衬底、高折射率硅垂直狭峰波导、Si3N4绝缘层、双层石墨烯以及两个金属电极。对TE和TM两种工作模式,广泛研究了相移器性能,包括工作区间、插入损耗、带宽、V2π。（3）相比于硅基光波导,等离子光波导对模式限制作用更强,会增强石墨烯和光场相互作用。结合石墨烯电吸收特性,研究了基于长程混合等离子狭缝光波导高品质因子调制器,该调制器具有调制深度大,插入损耗小特点。（4）基于石墨烯电吸收特性,设计了石墨烯偏振无关调制器,广泛研究了调制器的衰减、插入损耗、调制深度以及带宽。在35 nm带宽内（包含整个C通信波段）,对TE和TM模式,石墨烯偏振无关调制器的衰减大于16 dB,并且衰减抖动不大于1 dB,插入损耗小于2 dB。（5）在太赫兹波段,利用开口谐振环石墨烯,实现了相干完美吸收。通过控制两束相干光相位差,在谐振频率2.91 THz处,相干吸收从99.7%变化到2.1×10-4%,对应调制深度为56.7 dB。此外,相干吸收亦可以通过电压控制石墨烯费米能级,继而改变石墨烯电吸收来实现调节,对应调制深度为19 dB,相干完美吸收器谐振中心频率可通过外部驱动电压来实现调谐。
严小玲[8]（2016）在《基于四波混频效应的全光波长变换研究》文中进行了进一步梳理全光波长变换技术（AOWC:All-Optical Wavelength Converter）是波分复用（WDM:Wavelength Division Multiplexing）光网络中的关键技术。通过波长变换,可以将信号从一个波长转换到另一个波长上,因而实现波长的动态分配、异种网络的互连、有效地解决网络中波长信道的堵塞问题、提高网络的灵活性和可靠性。四波混频（FWM:Four-Wave Mixing）效应是当前唯一能够实现严格比特率和调制格式透明的调制方式,并能对一组波分复用光网络中多个信号波长同时进行转换,并且可以实现高比特率的传输。因此,对它的研究和应用,引起了人们的广泛关注,基于半导体光放大器（SOA:Semiconductor Optical Amplifier）的波长变换技术已经成为当前研究的热点。现主要用仿真和模拟的方法研究基于SOA-FWM的全光波长转换技术,具体工作如下:首先,对AOWC技术的重要性和研究目的进行了详细讨论,阐述了国内外的研究现状及综合的分析了AOWC技术并对其进行了分类,根据不同波长转换技术的原理并分析其优势和劣势,重点分析了SOA-FWM全光波长转换技术。其次,重点介绍了SOA动态特性,并通过推导传输方程和载流子速率方程来研究它的非线性效应。在反向传输模式下,根据SOA的超快非线性效应分别对它的增益、相位及啁啾的超快动态特性进行了数值模拟与分析。分别讨论了SOA中带内效应载流子加热（CH:Carrier Heating）和光谱烧孔（SHB:Spectral Hole Burning）及带间效应载流子消耗（CD:Carrier Depletion）对SOA输出增益、相位和啁啾的影响。并同时分析了SOA有源区长度对增益动态特性的影响。结果表明:在SOA动态特性超快恢复过程中,CH对增益饱和的贡献较大,SHB对其贡献较小,CH效应可以产生约0.85rad的相移,而SHB效应对探测光相移的贡献很小,可以忽略不计。此外,利用有源区长度短的SOA更有利于实现高速全光波长变换。理论分析结果可以为基于SOA的超快全光信号处理提供理论指导。接着,在比特率为40Gbit/s时,对基于SOA四波混频效应全光波长变换的性能进行研究。用连续波光源注入到SOA中用于四波混频效应波长变换。着重对波长转换效率、消光比、Q因子、信噪比、误码率和转换后的信号功率等方面进行分析。研究了波长下行变换和波长上行变换,当波长转换间隔超过6nm的时候,波长转换效率和转换后的信号功率急剧下降,但波长下行变换要比波长上行变换效果要好,波长转换间隔超过25nm。仿真结果发现四波混频波长变换器的转换效率较低,为-0.7d B,消光比为10.2d B,Q值为10.5577,信噪比为28.8d B,最小误码率为1.68794×10-26。最后,本文基于SOA中FWM效应的功率与偏振相关特性,提出了一种新的全光波长变换方案,就是利用一个SOA实现两束信号光输入,两束变换光输出的全光波长变换方案。该方案主要是使用两束消光比（ER:Extinction Ratio）恶化的归零码（RZ:Return-Zero）作为输入信号光,利用SOA中的四波混频（FWM）效应,通过将两束独立的输入信号光,使其携带的传输信息分别复制到波长变换之后产生的不同频率的闲频光波上,这样新产生的闲频光波上就携带了原始信号光上的信息,从而达到了使用一个SOA实现两束信号光输入两束变换光输出的全光波长变换技术。初始输入的信号光消光比为4.8d B,波长变换之后的变换光消光比为10d B以上,在这个过程中,消光比得到了明显的提高,并且以比特率为10Gbit/s的归零码信号仿真验证了该方案的可行性。根据SOA-FWM效应的特性可知,由于FWM效应具有高比特速率传输的潜力,因此该案能够在40Gbit/s的速率下进行,这也是我们后续的一个主要研究工作。
赵云[9]（2015）在《基于硫系光纤输出光功率相等全光多路喇曼波长转换器》文中指出信息化时代来临,为了满足人们对巨量信息的需求,网络正朝着大容量、高速度发展。目前,建设全光网络被认为是网络向大容量、高速度发展的首选解决方法。而智能化的全光网络作为下一代光网络,因其可以更加有效的提高系统的频带利用率,大大的提升系统的容量,渐渐成为未来通信技术的发展方向,而作为智能化网络中的关键技术之一的全光多波长转换技术,也成为人们关注和研究的热点。本文首先介绍了研究全光波长转换技术目的、意义,并根据工作原理对全光波长转换技术进行了分类阐述。同时,阐述了全光波长转换器在未来全光网络中的应用以及多波长转换技术的应用。紧接着,在对光纤中的非线性效应——受激喇曼散射效应（SRS）研究时,设想利用其喇曼放大特性对多个连续探测光进行调制,将信息转换到多个光波上,实现全光多波长转换。文章从光纤N信道非色散限制下前向瞬态SRS耦合波方程出发,利用该耦合波方程在喇曼放大条件下简化解析解,建立了实现光纤喇曼多波长转换的理论模型,为设计仿真提供了理论依据。而在设计中为了获得较高的喇曼增益,我们采用As-S硫系光纤作为增益介质来进行喇曼多波长转换,其非线性系数和喇曼增益系数都要比传统的硅基光纤大两个数量级。利用Matlab对所建立的多波长转换理论进行仿真分析,并就影响转换过程的主要因素（泵浦信号光功率、光纤长度）加以分析讨论,证明了理论的可行性。多波长转换过程中发现转换后的输出功率不相等这一问题,对其进行分析,提出级联同种As-S光纤或者与多波长转换不同的As-Se光纤对多波长转换后的信号光进行增益补偿,从理论上进行分析,并通过仿真分析了两种方法进行增益补偿时的可行性,并对影响其增益补偿的因素进行了分析,为设计面向于未来400G/1T&Beyond全光网的多波长转换器提供了理论依据。
李明浩[10]（2010）在《先进调制格式的产生及其全光信号处理》文中进行了进一步梳理先进调制格式因其在频谱利用率和抗色散或抗非线性上的优异性,成为了未来光通信系统中最有潜力的技术之一,而全光信号处理是未来高速大容量全光交换网络的关键技术。目前,全光信号处理技术还主要针对的是传统的开关键控（OOK）调制格式。本论文围绕新型先进调制格式的产生及其相关的全光信号处理展开研究。具体研究内容如下：（1）提出了一种改进的40G/bs载波抑制频率调制（FSK）信号产生方案,并且通过数值仿真验证了方案的可行性。考查了新产生FSK信号的传输性能。详细讨论了平衡探测、鉴频滤波器中心频率与信号中心频率失谐以及滤波器带宽变化对FSK信号质量的影响。而且,为改善生成FSK信号的质量,对产生方案进行了优化。基于延时干涉仪（DI）和光延时线,提出了一个利用归零差分相位调制（RZ-DPSK）信号差分解调产生相位辅助40-Gbs曼彻斯特（Manchester）信号的方案,并实验验证了该方案的可行性。由于光谱更窄,新生成的相位辅助Manchester信号比传统单纯强度调制的Manchester（ASK-Manchester）信号具有更好的抗色散能力。（2）基于载波抑制FSK信号,提出了一种适用与光标记交换网络的新型频率调制信号／强度调制（FSK/IM）正交调制格式并利用仿真进行了验证。其中,载荷用40Gb/s FSK信号调制,标记用2.5Gb/sIM信号调制。不仅详细讨论了标记调制深度以及信号传输距离对FSK/IM信号接收性能的影响。而且,还给出了优化标记调制深度取值范围的方法。仿真验证了利用半导体光放大器（SOA）的增益饱和效应实现FSK/IM信号标记更新的过程,考查了标记擦除前FSK/IM信号的传输距离、标记调制深度以及更新时SOA的工作点参数变化时对标记擦除后信号质量的影响。（3）对基于SOA中四波混频（FWM）效应的FSK/IM正交调制信号的波长转换进行了仿真研究。考查了信号与泵浦的频率失谐以及IM调制深度对转换后载荷与标记信号质量的影响。详细分析了泵浦光和信号光之间的功率比变化时对波长转换结果的影响,区分了FWM波长变换对于FSK/IM正交调制格式的透明转换区和不透明转换区。提出了一种基于全光波长转换器的新型多功能分组转发单元,并对其进行了仿真分析。该单元可以简便地提供对不同类型的数据分别进行透明的波长转换和带标记更新波长转换的功能。（4）提出了一种将40Gb/s FSK信号作为下行信号,2.5G/bs IM信号作为上行信号的高速波分复用式-光无源接入网络（WDM-PON）方案,并对系统性能进行了仿真分析。讨论了通带宽度、频率调制到强度调制转换（FSK-to-IM）以及单纤双向系统中寄生反射等问题对信号质量的影响。在此基础上仿真分析了携带2.5Gb/s IM下行广播信号的’WDM-PON。方案中,在下行广播信号被反射式SOA（RSOA）擦除的同时上行信号也被调制到下行载波上。此外,该方案与无线接入系统融合的一种混合应用方案也被提出并验证。（5）基于增益透明SOA（GT-SOA）的交叉相位调制（XPM）效应,提出了一种全光实现10Gb/s反转RZ信号/差分相位调制信号（IRZ/DPSK）正交调制的方案,并对信号的传输性能进行了仿真。讨论了DPSK信号的中心波长,SOA注入功率的变化以及保持光的作用对正交调制后IRZ/DPSK信号质量的影响。此外,以DPSK作为广播信号,同时产生多路IRZ/DPSK信号的WDM-PON方案也被提出并仿真。并依此提出了一种有助于实现接入网中信号透明复用的全光非本地信号接入方案。（6）理论分析了利用SOA的交叉增益压缩（XGC）效应实现信号再生的机理,推导了考虑和不考虑增益压缩时SOA的传递函数,以及SOA输出噪声同相和正交分量的方差。讨论了SOA注入功率、物理参数和输入噪声带宽等对SOA噪声压缩效应的影响。并将利用SOA的XGC效应对40Gb/s PolSK信号2R再生的仿真结果与理论推导的结果进行了对比验证。（7）利用SOA的XGC效应,实验研究了10Gb/s PolSK信号,40Gb/s NRZ-DPSK信号以及40-Gb/sNRZ/RZ-FSK信号的2R再生,分析了SOA后级联滤波器、DPSK信号解调以及信号的光信噪比对再生效果的影响。
二、Strictly Transparent Wavelength Conversion Using Multi-Wavelength Signal Generation（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、Strictly Transparent Wavelength Conversion Using Multi-Wavelength Signal Generation（论文提纲范文）
（1）全光通信系统中利用非线性效应进行调制格式转换和波长转换的仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文的主要内容和创新点 |
| 1.3.1 本文的创新点 |
| 1.3.2 本文的主要内容和章节安排 |
| 第二章 全光通信系统的研究 |
| 2.1 全光通信系统的系统概述 |
| 2.1.1 全光通信系统的技术背景 |
| 2.1.2 全光通信系统的主要特点 |
| 2.1.3 全光通信系统的技术优势 |
| 2.2 CO-OFDM系统的发展背景及现状 |
| 2.3 CO-OFDM全光通信传输系统 |
| 2.4 .CO-OFDM系统的调制原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 全光通信系统中非线性效应的研究 |
| 3.1 光纤传输中常见的非线性效应及其数学模型 |
| 3.1.1 四波混频(FWM)效应及其数学模型 |
| 3.1.2 自相位调制(SPM)效应 |
| 3.1.3 交叉相位调制(XPM)效应 |
| 3.2 产生非线性效应的常见介质 |
| 3.2.1 高度非线性光纤(HNLF) |
| 3.2.2 半导体光放大器(SOA) |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于光纤和放大器中的非线性效应实现从16QAM到2×QPSK全光调制格式转换 |
| 4.1 实现从16QAM到2×QPSK全光调制格式转换的理论分析 |
| 4.2 从16QAM到 2×QPSK全光调制格式转换的实验设置 |
| 4.3 从16QAM到 2×QPSK全光调制格式转换的谱图分析 |
| 4.4 从16QAM到2×QPSK全光调制格式转换的系统性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于四波混频效应的双用户CO-OFDM系统全光波长转换 |
| 5.1 实现全光波长转换的理论分析 |
| 5.2 实现全光波长转换方案的仿真实验设置 |
| 5.3 实现全光波长转换方案的仿真结果分析 |
| 5.4 多情景下进行全光波长转换的实验方案及仿真结果分析 |
| 5.4.1 信号经光纤传输后进行全光波长转换的仿真及分析 |
| 5.4.2 单用户CO-OFDM系统进行全光波长转换的仿真及分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 已完成的工作总结 |
| 6.2 进一步研究及展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士研究生期间发表的相关论文 |
| 致谢 |
（2）半导体光放大器的增益饱和特性及波长转换技术的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光纤通信技术的发展 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 光纤通信系统中的新型调制格式 |
| 1.2.2 全光网络波长转换技术的研究概况 |
| 1.3 本课题的研究内容 |
| 第二章 基于迭代算法的半导体光放大器模型构建 |
| 2.1 半导体光放大器的结构和工作原理 |
| 2.2 半导体光放大器基础理论方程 |
| 2.2.1 常用的半导体光放大器模型介绍 |
| 2.2.2 半导体光放大器材料模型介绍 |
| 2.2.3 半导体光放大器行波方程 |
| 2.2.4 半导体光放大器载流子密度速率方程 |
| 2.3 半导体光放大器模型的增益饱和特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 利用SOA-FWM效应波长转换的单纤双向传输研究 |
| 3.1 基于半导体光放大器四波混频的波长转换研究 |
| 3.1.1 半导体光放大器四波混频的理论基础 |
| 3.1.2 基于半导体光放大器四波混频波长转换的仿真研究 |
| 3.1.3 波长转换结果与分析 |
| 3.2 基于波长转换的单纤双向光纤通信系统 |
| 3.2.1 单纤双向传输系统 |
| 3.2.2 基于波长转换的单ONU单纤双向传输性能分析 |
| 3.2.3 基于波长转换的多ONU4×10 Gb/s单纤双向传输性能分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 DPSK编码原理及40 Gb/s DPSK系统仿真 |
| 4.1 光调制原理 |
| 4.1.1 基于强度调制的新型光调制格式 |
| 4.1.2 基于相位调制的新型光调制格式 |
| 4.2 40Gb/s DPSK信号调制 |
| 4.2.1 NRZ-DPSK信号的产生 |
| 4.2.2 RZ-DPSK 信号和CSRZ-DPSK 信号的产生 |
| 4.3 40Gb/s DPSK信号解调研究 |
| 4.3.1 DPSK信号的平衡检测接收性能研究 |
| 4.3.2 DPSK信号的相干接收性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 主要结论和展望 |
| 主要结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（3）基于1.5μm激光雷达的气溶胶观测和反演方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 应用于城市污染研究的激光雷达 |
| 1.1.1 多普勒测风激光雷达 |
| 1.1.2 差分吸收激光雷达 |
| 1.1.3 气溶胶激光雷达 |
| 1.2 光散射法反演粒径分布进展 |
| 1.3 论文组织架构 |
| 第二章 基于激光雷达的气溶胶反演方法 |
| 2.1 大气中的散射类型 |
| 2.2 气溶胶微物理特性 |
| 2.3 传统消光系数反演方法 |
| 2.3.1 斜率法 |
| 2.3.2 Klett反演法 |
| 2.3.3 Fernald反演法 |
| 2.4 Fernald反演法误差分析与改进 |
| 2.4.1 参考点位置选取 |
| 2.4.2 参考点消光系数选取 |
| 2.4.3 激光雷达比对反演结果的影响 |
| 2.4.4 背景噪声对反演结果的影响 |
| 2.4.5 根据信噪比迭代Fernald反演法 |
| 2.5 三波长激光雷达反演颗粒物质量浓度算法 |
| 2.5.1 背景介绍 |
| 2.5.2 算法原理简述 |
| 2.5.3 程序模拟结果 |
| 2.6 小结 |
| 第三章 基于1.5μm激光雷达的大气气溶胶观测 |
| 3.1 1.5μm激光雷达测量能见度 |
| 3.1.1 背景介绍 |
| 3.1.2 测量原理 |
| 3.1.3 合肥地区能见度测量实验 |
| 3.1.4 能见度实验小结 |
| 3.2 1.5μm激光雷达测量PM10 |
| 3.2.1 背景介绍 |
| 3.2.2 理论分析 |
| 3.2.3 数值模拟 |
| 3.2.4 实验结果 |
| 3.2.5 激光雷达探测PM10小结 |
| 3.3 1.5μm激光雷达水平探测污染事件 |
| 3.3.1 背景介绍 |
| 3.3.2 济南雷达结果与省控点比对结果 |
| 3.3.3 定向观测典型污染传输过程 |
| 3.3.4 定向观测典型本地污染生成事件 |
| 3.3.5 1.5μm激光雷达扫描观测污染传输 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 总结和展望 |
| 4.1 创新点总结 |
| 4.2 未来展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（4）高速光纤通信系统中全光信号处理技术的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 正常色散区超连续谱生成理论研究进展 |
| 1.3 OTDM分插复用和全光波长转换技术 |
| 1.3.1 OTDM分插复用技术研究现状 |
| 1.3.2 全光波长转换技术 |
| 1.4 光脉冲生成技术 |
| 1.5 全光相关技术 |
| 1.6 全文安排 |
| 2 正常色散区超连续谱演化的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超连续谱基础理伦和数值计算方法 |
| 2.2.1 广义非线性薛定谔方程 |
| 2.2.2 噪声和相干度模型 |
| 2.2.3 数值计算方法 |
| 2.3 皮秒脉冲正常色散区超连续谱生成机理 |
| 2.4 HNLF正常色散区超连续谱光谱收缩现象的研究 |
| 2.5 HNLF正常色散区脉冲尾部非频移部分演化的研究 |
| 2.5.1 拉曼散射和三阶色散对脉冲尾部非频移分量影响 |
| 2.5.2 XPM对脉冲尾部非频移分量的影响 |
| 2.5.3 啁啾脉冲尾部非频移分量在HNLF正常色散区演化的研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 OTDM分插复用器和全光波长转换的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于XPM效应的分插复用和基于SPM的波长转换原理 |
| 3.2.1 基于XPM效应的分插复用器原理 |
| 3.2.2 基于SPM的全光波长转换原理 |
| 3.3 双向使用HNLF的全光信号处理 |
| 3.4 双向使用HNLF的全光分插复用器 |
| 3.5 双向使用HNLF的全光波长转换 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于铌酸锂马赫曾德尔调制器的宽度可调谐脉冲生成研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 铌酸锂马赫曾德尔调制器原理 |
| 4.3 基于MZM偏振特性的脉冲宽度调谐 |
| 4.3.1 仿真分析 |
| 4.3.2 实验验证 |
| 4.4 基于Sagnac环和调制器生成宽度可调谐脉冲 |
| 4.4.1 基本原理 |
| 4.4.2 仿真分析和实验验证 |
| 4.4.3 80 Gb/s OTDM信号100 km传输解复用实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于模式色散的全光相关器 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基础理论 |
| 5.2.1 模式理论 |
| 5.2.2 模式色散 |
| 5.2.3 模式激励 |
| 5.2.4 模式耦合 |
| 5.3 基于模式色散的全光相关器 |
| 5.3.1 工作原理 |
| 5.3.2 实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 下一步要展开的工作 |
| 参考文献 |
| 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 |
（5）中短距离光联网信号处理若干关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光接入与光互连的发展现状与趋势 |
| 1.2.1 光接入与光互连的主要分类和现状 |
| 1.2.2 光接入与光互连中的关键技术和发展趋势 |
| 1.3 光接入与光互连中信号处理技术的发展需求 |
| 1.3.1 光接入与光互连中信号处理技术存在的问题 |
| 1.3.3 研究现状 |
| 1.4 论文的主要工作和创新点 |
| 1.4.1 论文结构 |
| 1.4.2 论文的主要创新点 |
| 参考文献 |
| 第二章 基于非线性效应和概率整形的信号处理技术原理 |
| 2.1 基于非线性效应的光信号处理技术原理 |
| 2.1.1 光信号处理技术的基本概念 |
| 2.1.2 基于非线性效应的光信号处理的实现 |
| 2.1.3 基于FWM效应的光信号处理的应用示例 |
| 2.2 基于概率整形的数字信号处理技术原理 |
| 2.2.1 概率整形的研究意义 |
| 2.2.2 互信息 |
| 2.2.3 光通信系统概率整形的理论基础 |
| 2.2.4 概率整形的实现方法 |
| 2.2.5 CCDM技术原理 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 光接入与光互连中灵活可重构的光信号处理 |
| 3.1 WDM光接入网的多波长组播方案 |
| 3.1.1 WDM光接入网下行多波长组播的意义 |
| 3.1.2 WDM光接入网下行多波长组播方案设计 |
| 3.1.3 仿真分析 |
| 3.1.4 实验结果分析 |
| 3.2 城域光互连中软定义可重构的光信号处理方案 |
| 3.2.1 软定义可重构光通信子系统的意义 |
| 3.2.2 基于TB-WSS软定义可重构的滤波方案 |
| 3.2.3 城域光互连中软定义可重构的多波长组播方案 |
| 3.2.4 实验测试与结果分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 光互连中多路混合调制光信号的并行多功能处理 |
| 4.1 两通道BPSK、QPSK光异或门兼波长转换方案 |
| 4.1.1 混合调制光逻辑门的意义 |
| 4.1.2 两通道BPSK、QPSK光异或门兼波长转换方案 |
| 4.1.3 仿真分析 |
| 4.2 三通道BPSK、BPSK、QPSK光异或门兼波长变换和多波长组播方案 |
| 4.2.1 多路混合调制光信号并行多功能处理的意义 |
| 4.2.2 三通道BPSK、BPSK、QPSK光异或门兼波长变换和多波长组播方案 |
| 4.2.3 仿真分析 |
| 4.3 三通道BPSK、BPSK、QPSK混合调制光信号光域加密/解密方案 |
| 4.3.1 光域加密/解密的意义 |
| 4.3.2 三通道BPSK、BPSK、QPSK混合调制光信号光域加密/解密方案 |
| 4.3.3 仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 光互连中基于概率整形的数字信号处理 |
| 5.1 PS-PAM4信号的互信息 |
| 5.1.1 概率整形的意义 |
| 5.1.2 PS-PAM4信号的互信息 |
| 5.2 基于PS-PAM4的光纤互连系统 |
| 5.2.1 PS-PAM4信号对于中短距离IM-DD光纤互连系统的意义 |
| 5.2.2 基于PS-PAM4信号的光纤互连系统设计 |
| 5.2.3 仿真分析 |
| 5.3 基于PS-PAM4的可见光互连系统 |
| 5.3.1 PS-PAM4对于IM-DD短距离可见光互连系统的意义 |
| 5.3.2 基于PS-PAM4信号的可见光互连系统设计 |
| 5.3.3 实验分析 |
| 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 |
（6）利用硅基波导的相干编码信号全光波长转换研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 背景 |
| 1.2 全光波长转换技术 |
| 1.3 全光波长转换材料和器件 |
| 1.3.1 硅材料 |
| 1.3.2 氮化硅材料 |
| 1.4 调制解调技术 |
| 1.4.1 多进制相位调制格式和相干探测 |
| 1.4.2 复用技术 |
| 1.5 论文主要内容和创新点 |
| 1.5.1 论文主要内容 |
| 1.5.2 论文的创新点 |
| 2 光学非线性效应理论 |
| 2.1 光学非线性效应起源 |
| 2.2 硅和富硅氮化硅材料中的光学非线性效应 |
| 2.3 波导中的四波混频效应 |
| 2.4 波导的设计原理 |
| 2.4.1 模场分布 |
| 2.4.2 色散管理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于SOI波导的相干编码信号全光波长转换 |
| 3.1 基于SOI波导的全光波长转换技术 |
| 3.1.1 全光波长转换技术 |
| 3.1.2 基于硅波导的全光波长转换器件 |
| 3.2 基于SOI波导的QPSK信号的全光波长转换 |
| 3.2.1 QPSK信号的调制解调 |
| 3.2.2 单泵浦光下QPSK信号的全光波长转换 |
| 3.2.3 双泵浦光下QPSK信号的全光波长组播 |
| 3.3 基于SOI波导的QAM信号的全光波长转换 |
| 3.3.1 QAM信号的调制解调 |
| 3.3.2 双泵浦下16QAM信号的全光波长组播 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于SOI波导的复用相干编码信号的全光波长转换 |
| 4.1 复用技术简介 |
| 4.1.1 复用技术的分类 |
| 4.1.2 复用技术的研究现状 |
| 4.2 基于SOI波导的偏振复用信号的全光波长转换 |
| 4.2.1 单泵浦下PDM-QPSK信号的全光波长转换 |
| 4.2.2 双泵浦下PDM-QPSK信号的全光波长组播 |
| 4.3 波分复用自适应OFDM信号的全光波长转换 |
| 4.3.1 CO-OFDM的理论基础 |
| 4.3.2 波分复用自适应OFDM信号的全光波长转换 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 硅/富硅氮化硅混合硅基波导器件的制备及应用 |
| 5.1 氮化硅的沉积方式 |
| 5.2 硅/富硅氮化硅混合硅基波导的设计与制备 |
| 5.2.1 Si/SRN混合硅基波导的设计 |
| 5.2.2 Si/SRN混合硅基波导的制备 |
| 5.3 硅/富硅氮化硅混合硅基波导的测试 |
| 5.3.1 线性测试 |
| 5.3.2 非线性测试 |
| 5.4 基于Si/SRN混合硅基波导的QPSK信号的全光波长转换 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文内容的总结 |
| 6.2 对后续工作的展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 在攻读博士学位期间发表的学术论文 |
（7）石墨烯光电子器件设计制备及其在光通信中的应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 基于石墨烯的光电子器件研究现状 |
| 1.3 本论文的研究内容 |
| 1.4 本论文课题来源 |
| 2 石墨烯特性及制备方法 |
| 2.1 从石墨到石墨烯 |
| 2.2 石墨烯基本特性 |
| 2.3 石墨烯的制备方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 石墨烯光纤器件及其增强非线性光信号处理 |
| 3.1 基于石墨烯光纤器件可调谐高级调制格式波长转换 |
| 3.2 基于石墨烯光纤器件相位共轭/透明、简并/非简并四波混频波长转换 |
| 3.3 基于石墨烯光纤器件两输入光加减计算 |
| 3.4 基于石墨烯光纤器件三输入光计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 石墨烯集成光子器件及其增强非线性光信号处理 |
| 4.1 石墨烯微环谐振器研究背景 |
| 4.2 石墨烯微环谐振器制作及表征 |
| 4.3 石墨烯微环谐振器上下波长转换原理 |
| 4.4 石墨烯微环谐振器上下波长转换实验结果及讨论 |
| 4.5 实验结果 |
| 5 其他石墨烯集成光子器件设计研究 |
| 5.1 超宽带紧凑型硅基石墨烯TM模式通过偏振器 |
| 5.2 基于石墨烯电折射效应的宽带相移器 |
| 5.3 基于长程混合等离子狭缝光波导高品质因子石墨烯调制器 |
| 5.4 石墨烯偏振无关调制器 |
| 5.5 基于石墨烯开口谐振环的高速电压可调太赫兹相干完美吸收器 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 论文主要工作及创新点 |
| 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论文目录 |
| 附录2 攻读博士学位期间申请的国家发明专利 |
（8）基于四波混频效应的全光波长变换研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 全光波长转换器的研究目的和意义 |
| 1.3 全光波长转换器的分类和研究进展 |
| 1.3.1 光-电-光型波长转换技术 |
| 1.3.2 基于SOA的全光波长转换技术 |
| 1.3.3 基于激光器的全光波长转换技术 |
| 1.3.4 基于光纤的全光波长转换技术 |
| 1.3.5 其他类型的全光波长转换技术 |
| 1.4 本论文的结构安排 |
| 第二章 半导体光放大器中非线性效应及理论分析模型 |
| 2.1 SOA中的基本方程 |
| 2.1.1 基本传输方程 |
| 2.1.2 载流子速率方程 |
| 2.1.3 非线性极化过程理论描述 |
| 2.2 SOA中的非线性效应 |
| 2.2.1 常用三种非线性效应过程 |
| 2.2.2 超快非线性效应过程 |
| 2.3 在SOA反向传输方案下的动态特性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 四波混频效应的基本理论 |
| 3.1 四波混频的起源 |
| 3.2 四波混频理论 |
| 3.2.1 耦合振幅方程 |
| 3.2.2 耦合振幅方程的近似解 |
| 3.2.3 超快四波混频过程 |
| 3.3 FWM的矢量理论 |
| 3.4 基于四波混频效应的仿真研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于 40Gbit/s四波混频效应全光波长变换的性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于SOA-FWM的全光波长变换原理 |
| 4.3 基于SOA-FWM的全光波长变换仿真 |
| 4.4 基于SOA-FWM的全光波长变换结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于单个SOA-FWM同时实现两个独立信号的波长转换 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基本原理 |
| 5.3 仿真模拟与结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 主要结论与展望 |
| 主要结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文 |
（9）基于硫系光纤输出光功率相等全光多路喇曼波长转换器（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 全光波长转换技术研究目的和意义 |
| 1.2 全光波长转换技术分类及应用 |
| 1.2.1 全光波长转换技术分类 |
| 1.2.2 全光波长转换技术应用 |
| 1.3 利用硫系玻璃实现波长转换现状 |
| 1.4 论文内容及章节安排 |
| 第2章 基于光纤中SRS效应的全光波长转换基础理论 |
| 2.1 受激喇曼散射 |
| 2.1.1 基本概念 |
| 2.1.2 喇曼阈值 |
| 2.1.3 受激喇曼散射特点 |
| 2.2 与理论研究有关的参量定义 |
| 2.2.1 喇曼增益谱线性处理 |
| 2.2.2 光纤的损耗系数 |
| 2.2.3 喇曼增益 |
| 2.3 喇曼波长转换基本原理 |
| 2.4 全光波长转换器技术指标及特点 |
| 2.4.1 波长转换器技术指标 |
| 2.4.2 全光波长转换器特点 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于硫系光纤全光多路喇曼波长转换技术理论研究 |
| 3.1 喇曼波长转换理论模型 |
| 3.1.1 单向石英光纤WDM传输系统瞬态理论模型 |
| 3.1.2 石英光纤中N信道前向瞬态SRS耦合方程 |
| 3.1.3 光纤中N信道前向瞬态SRS耦合方程及其非色散限制的解析解 |
| 3.2 喇曼多波长转换技术的原理 |
| 3.2.1 调制原理 |
| 3.2.2 硫系光纤喇曼增益谱简化分析 |
| 3.3 基于光纤中SRS效应的多路波长转换仿真 |
| 3.3.1 喇曼多波长转换数值仿真结果 |
| 3.3.2 喇曼多波长转换主要影响因素分析 |
| 3.4 喇曼多波长转换后的输出光功率不相等问题 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 硫系光纤输出光功率相等全光多路喇曼波长转换设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 级联光纤实现波长转换后信号光功率平稳 |
| 4.2.1 级联光纤实现转换输出信号光功率平稳的基本原理 |
| 4.2.2 级联光纤实现转换输出信号光功率平稳理论模型 |
| 4.2.3 级联As-S光纤实现光功率平稳输出仿真结果及影响因素分析 |
| 4.3 级联不同硫系光纤实现多波长转换后增益平坦 |
| 4.3.1 级联不同光纤实现光功率平稳输出设计原理 |
| 4.3.2 级联不同光纤输出光功率平稳多波长转换器仿真结果及影响因素分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
（10）先进调制格式的产生及其全光信号处理（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 先进调制格式及其全光信号处理的研究意义 |
| 1.2 先进调制格式的概念,分类以及国内外研究进展 |
| 1.3 全光信号处理中先进调制格式的国内外研究进展 |
| 1.4 本论文的工作 |
| 2 先进调制信号的产生与传输性能研究 |
| 2.1 马赫-曾德调制器(MZM) |
| 2.2 高速FSK调制信号的产生 |
| 2.3 NRZ-FSK信号的性能仿真 |
| 2.4 基于RZ-DPSK码型转换的新型相位辅助MANCHESTER信号产生 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 FSK/IM正交调制信号的传输、标记处理和波长转换 |
| 3.1 FSK/IM正交调制信号的传输性能 |
| 3.2 FSK/IM正交调制信号的标记擦除与更新 |
| 3.3 基于SOA简并四波混频效应FSK/IM信号的波长转换 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 先进调制格式在WDM-PON等接入网中的应用 |
| 4.1 先进调制格式在接入网中的应用 |
| 4.2 基于GT-SOA的IRZ/DPSK全光正交调制新方案 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 XGC效应中噪声抑制的机理与仿真分析 |
| 5.1 噪声抑制特性的评估方法 |
| 5.2 SOA的输入信号 |
| 5.3 SOA的传输函数 |
| 5.4 SOA的噪声输出 |
| 5.5 SOA输出噪声的方差 |
| 5.6 基于XGC效应的40GB/S POLSK信号再生的数值模拟 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 先进调制格式基于XGC效应的全光2R再生实验 |
| 6.1 10GB/S POLSK信号的再生 |
| 6.2 40GB/S NRZ-DPSK信号的再生 |
| 6.3 40GB/S NRZ/RZ-FSK信号的再生 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 全文总结 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 作者攻读博士期间发表的文章 |
| 附录2 缩略语 |
四、Strictly Transparent Wavelength Conversion Using Multi-Wavelength Signal Generation（论文参考文献）
- [1]全光通信系统中利用非线性效应进行调制格式转换和波长转换的仿真研究[D]. 孔晓艺. 山东师范大学, 2021(12)
- [2]半导体光放大器的增益饱和特性及波长转换技术的理论研究[D]. 徐贵勇. 江南大学, 2021(01)
- [3]基于1.5μm激光雷达的气溶胶观测和反演方法研究[D]. 尚祥. 中国科学技术大学, 2020(10)
- [4]高速光纤通信系统中全光信号处理技术的研究[D]. 孙剑. 北京交通大学, 2019(01)
- [5]中短距离光联网信号处理若干关键技术研究[D]. 黎泽. 北京邮电大学, 2018(01)
- [6]利用硅基波导的相干编码信号全光波长转换研究[D]. 王晓燕. 浙江大学, 2017(03)
- [7]石墨烯光电子器件设计制备及其在光通信中的应用研究[D]. 胡晓. 华中科技大学, 2017(03)
- [8]基于四波混频效应的全光波长变换研究[D]. 严小玲. 江南大学, 2016(02)
- [9]基于硫系光纤输出光功率相等全光多路喇曼波长转换器[D]. 赵云. 西安邮电大学, 2015(02)
- [10]先进调制格式的产生及其全光信号处理[D]. 李明浩. 华中科技大学, 2010(08)