SOA-MZI实现NRZ-OOK到QPSK和16QAM全光转换

本文档探讨了一种利用半导体光放大器（SOA）中的交叉相位调制（XPM）实现非归零码（NRZ-OOK）信号到正交幅度调制（QPSK）和16进制正交幅度调制（16QAM）信号的全光格式转换方案。该研究在理论上和实验上对转换过程进行了深入分析，旨在验证其可行性和有效性。 首先，作者提出了一个基于SOA和 Mach-Zehnder干涉仪（MZI）的系统架构。在SOA中，通过控制输入光的强度，利用XPM效应，将OOK信号的二进制脉冲序列转化为不同相位的信号。对于QPSK，两个光路分别代表相位差90度和270度，而16QAM则涉及四个相位状态，每个状态对应不同的幅度组合，使得数据传输的速率翻倍。 理论部分详细解析了XPM机制如何影响光信号的相位变化，以及如何通过精确调整SOA参数来实现信号的无缝转换。数学模型和仿真结果被用来预测转换过程中的性能指标，如误码率和信道容量。 实验部分展示了实际设备上的实施效果，10 Gb/s的转换系统性能被评估，包括信号的波形保真度、转换效率和系统的动态范围。实验结果显示，该方法在保持高速度的同时，具有良好的信号质量，并且能够稳定地进行多级转换，为高效、紧凑的光学通信系统设计提供了新的可能。 此外，文中还讨论了潜在的应用场景和优势，比如在光网络中的数据包处理、信号复用和分发等方面，由于其全光特性，可以减少电子设备的介入，提高系统整体的集成度和稳定性。 总结来说，这篇论文提出了一种利用SOA和XPM技术进行光信号格式转换的创新方法，不仅扩展了OOK信号的应用范围，也为高性能的光通信系统设计提供了一种新型解决方案。同时，它也强调了理论与实践相结合的重要性，证明了全光转换在实际应用中的可行性。