基于半导体光放大器的超高速全光PolSK解复用器设计

"该文提出了基于半导体光学放大器（SOA）的超高速全光极化移键控（PolSK）解复用器（DMUX）设计。利用四波混频（FWM）效应在SOA中实现这一方案。通过有限差分方法（FDM）解决传输波耦合方程来分析每个放大器。通过数值模拟，理论上实现了40 Gb/s的全光DMUX。同时，研究了光学限制因子与SOA活性层厚度的关系以及限制因子对DMUX光输出功率的增益效应。" 本文介绍了一种新颖的全光解复用器设计，特别适用于处理采用极化移键控（PolSK）调制的超高速信号。这种解复用器基于半导体光学放大器（SOA），利用四波混频（FWM）技术，这是一种非线性光学效应，其中三个输入光波在介质中相互作用，产生新的频率成分。在SOA中，FWM使得不同波长或频率的光信号可以混合并转换，从而实现信号的解复用。 为了分析SOA中的这种复杂现象，作者采用了有限差分方法（FDM），这是一种数值计算技术，用于求解偏微分方程，如在这种情况下用于模拟光传播的传输波耦合方程。通过这种方法，他们能够精确地模拟和预测SOA内部的光信号行为，从而优化解复用器的设计。 数值模拟结果显示，该全光DMUX能够在40 Gb/s的速率下运行，这在高速光通信系统中具有显著的意义，因为它允许数据以极高的速度进行处理，而无需转换为电子信号，从而提高了系统的整体性能和效率。 此外，研究还探讨了光学限制因子与SOA活性层厚度之间的关系。光学限制因子是衡量光在半导体材料中被限制的程度，它影响SOA的增益和非线性特性。通过增加光学限制因子，可以提高光在SOA中的集中度，从而增强四波混频效应，进而提高DMUX的光输出功率。这种增益对于确保解复用过程的稳定性和效率至关重要。 这项工作为全光通信网络提供了一种高效、高速的解复用解决方案，它依赖于对半导体光学放大器特性的深入理解和优化。通过调整SOA的结构参数，如活性层的厚度，可以进一步提升解复用器的性能，满足未来对更高数据传输速率的需求。