交叉增益调制型全光波长转换器频响特性的小信号分析3.PDFVIP

　第 20 卷第 12 期 半　导　体　学　报 . 20, . 12 V o l N o 　1999 年 12 月 . , 1999 CH IN ESE JOU RNAL O F SEM ICONDU CTOR S D ec 交叉增益调制型全光波长转换器 频响特性的小信号分析 孙军强　黄德修　易河清1 (华中理工大学 光电子工程系　武汉　430074) ( 1　武汉邮电科学研究院　武汉　430074) 摘要　对基于半导体光放大器交叉增益调制型全光波长转换器的频响特性作了理论分析, 并获 得了反映注入光参数对波长转换频响特性影响的解析表达式. 数值结果表明, 波长转换的频率 响应带宽依赖于光放大器驱动电流、注入光波导的光功率以及转换波长间隔. : 4265 , 4265 , 4255 ; 　 : 6150 , 6230, 6260 PACC K G P EEACC C 1　引言 波分复用( ) 技术能使多个载有信息的光波耦合进入同一单模光纤传输, 明显地 W DM 提高了光纤传输信息的容量. 通信容量的增大, 用户数目的增多, 导致光通信网络节点数目 的增加. 但是在W DM 的通信系统中, 由于受到光纤损耗和色散所决定的传输窗口以及激 光器的光谱宽度、探测器的探测带宽的限制, 载波的波长数目不可能与光节点数同步增长. 同一载波波长在同一节点处作不同路由选择时将导致波长瓶颈, 形成信息阻塞. 波长转换器 是完成将信息从一个载波波长到另一个载波波长的转换. 通信网络中采用波长转换器, 能使 [ 1, 2 ] 参与波分复用的波长数目减少, 使网络组建、子网管理更具灵活性与兼容性 . 利用半导体 [ 3 ] [ 4 ] 光放大器的交叉增益调制 、四波混频 等非线性效应可实现全光波长转换. 基于半导体光 放大器的交叉增益调制(XGM ) [ 3 ]、交叉相位调制(XPM ) [ 5 ] 和四波混频效应(FWM ) [ 6 ] 的全 光波长转换器已成为当前研究的热门. 交叉增益调制的波长转换能在 较宽的波长范围内实 现高的转换效率和波长转换的响应速率. 本文通过建立XGM 的波长转换的小信号理论模 型, 重点讨论波长转换频率响应特性受驱动电流、波长转换间隔、方向吸注入光波导内的光 功率等的影响. 2　小信号分析 图 1 是基于半导体光放大器交叉增益调制的波长转换的原理图. 其波长转换的机理可 　 本项目得到国家“863 ”高技术计划、湖北省自然科学基金以及华为科研基金的资助 孙军强　男, 教授, 主要从事光纤通信系统中有源器件的研究 收到,定稿 12 期 孙军强等: 　交叉增益调制型全光波长转换器频响特性的小信号分析 1103 ( 简述如下: 设泵浦光 波长为 1 , 图 1 中为 p um p ) 由两部分叠加而成, 一部分为具有一 定强度的连续光, 另一部分为具有一定调 制深度的载有信息的调制光, 当泵浦光注 入到半导体光放大器后, 将消耗载流子, 使 半导体光放大器工作在增益饱和区域. 随 着调制光强的增加, 半导体光放大器的增 益将减小, 但当调