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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

作　者: 谢瑛珂
导　师: 吴正茂
学　校: 西南大学
专　业: 光学
关键词: 非线性光学波长转换四波混频分布反馈激光器法布里-珀罗腔频率失谐
分类号: TN248
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

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。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-7
第一章绪论  7-17
  1.1 波长转换技术的产生背景  7
  1.2 全光波长转换技术的产生背景  7-8
  1.3 全光波长转换技术概述  8-14
    1.3.1 基于交叉增益调制(XGM)效应的波长转换技术  8-10
    1.3.2 基于交叉相位调制(XPM)效应的波长转换技术  10-11
    1.3.3 基于差频(DFG)效应的波长变换技术  11-12
    1.3.4 基于四波混频(FWM)效应的波长转换技术  12-14
  1.5 其他类型的全光波长转换  14
  1.6 各种波长转换方案的比较  14-15
  1.7 本论文的主要研究内容  15
  参考文献  15-17
第二章基于分布反馈半导体激光器的四波混频理论  17-35
  2.1 四波混频原理  17-21
    2.1.1 非线性光学的产生  17
    2.1.2 四波混频  17-21
  2.2 分布反馈式半导体激光器(DFB—LD)  21-26
    2.2.1 分布反馈式半导体激光器(DFB—LD)简介  21-22
    2.2.2 工作原理  22-24
    2.2.3 DFB-LD理论分析  24-25
    2.2.4 DFB-LD工作的激光模式  25-26
  2.3 半导体介质中实现四波混频(FWM)的三种载流子效应  26-33
    2.3.1 引起FWM的三种非线性物理机制  26-27
    2.3.2 半导体介质中的混频理论  27-33
  2.4 总结  33
  参考文献  33-35
第三章基于DFB-LD非简并四波混频的实验研究  35-46
  3.1 DFB—LD中实现四波混频的基本思想  35-36
  3.2 DFB-LD中实现FWM的理论分析  36-37
    3.2.1 探测光和共轭光的耦合波方程  36-37
    3.2.2 泵浦光方程  37
  3.3 实验方案与相关器件  37-39
    3.3.1 DFB-LD温度与注入电流特性  37-38
    3.3.2 实验系统  38-39
  3.4 实验结果与讨论  39-44
  3.5 本章小结  44
  参考文献  44-46
第四章总结及展望  46-47
在读期间发表和录用论文  47-48
致谢  48

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

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