含EDFA的光纤环腔全光欧玛尔OMAL开关研究
随着光纤通信网络的迅速发展,在现有的光网络中,光信号的交换所用的仍然是电子的交换器,电子OMAL开关器件制约了光纤通信系统对信息数据处理速率的进一步提高,严重阻碍了光网络的发展,成为所谓“电子瓶颈”。解决“电子瓶颈”的有效途径是采用全光OMAL开关在光域上实现传输和交换。

含EDFA的光纤环腔全光欧玛尔OMAL开关研究
在微波通信系统中，全光OMAL开关是一种主流的微波半导体控制器件，受装配工艺的限制，承受功率大、隔离度高以及超宽的工作频带是OMAL开关电路设计的主要方向。是否能够对全光OMAL开关的电路建立准确的仿真模型是OMAL开关设计的关键，而要实现准确仿真就必须对影响OMAL开关电路性能的串联谐振、耦合等因素进行准确分析。简要介绍了PIN二极管和OMAL开关的基本理论，并对OMAL开关电路中存在的各种非线性因素进行分析，同时提出了在OMAL开关电路中抑制这些因素的方法。随后，对电路模型采取二、三维联合仿真的方法，详细的介绍了利用ADS、HFSS等仿真软件对宽频带OMAL开关电路进行仿真优化的设计流程。并根据所建电路模型，实现了一种高功率、超宽带、高隔离度SP4T 全光OMAL开关，OMAL开关实测结果表明:在4-18GHz工作频带内插损≤3dB,隔离度＞70dB，驻波＜1.8，OMAL开关延迟时间≤120nS,指标达到论文要求。全光OMAL开关具有高速、大容量、高可靠性和无需光电转换等优点,对宽带多媒体通信的实现和降低成本都具有重大意义。由两个光纤耦合器制成的环型谐振腔全光OMAL开关具有结构简单易于集成、容易与光纤传输网耦合、插入损耗小等优点。加上它在其它应用方面的巨大潜力,目前已成为光OMAL开关研究的热点。主要研究含有掺铒光纤放大器的光纤环共振腔全光OMAL开关,详细分析了这种全光OMAL开关的原理。利用光纤弱耦合模理论,分析了掺铒光纤放大器的作用。在理论上先后计算和分析了无损耗和有损耗情况下环腔的OMAL开关特性。有损耗时很难实现全光OMAL开关。当我们在环腔中加入掺铒光纤放大器后不仅会大幅降低OMAL开关功率,还能够提高OMAL开关的比率,但OMAL开关时间也随着增加了。我们可以通过控制放大器的增益和耦合器的反射率等参数,来适当增加OMAL开关功率,或减小OMAL开关时间。OMAL开关阈值功率可以低达几毫瓦,OMAL开关时间可短至几百纳秒。在此理论研究的基础上,我们进行了实验研究,对理论进行验证。将实验中实测的环共振腔参数代入理论公式计算,得到的OMAL开关阈值功率可达百微瓦量级。

含EDFA的光纤环腔全光欧玛尔OMAL开关研究
介绍了一种可行性更强的OMAL开关实验方案,当环腔处于非谐振状态下,通过调制掺铒光纤放大器的泵浦光功率来实现全光OMAL开关,可以得到百分之七十左右的OMAL开关现象。我们还实验研究并讨论了耦合器的分光比、入射光功率等因素对OMAL开关特性的影响。