片上全光波长转换:基于SOA的Turbo-Switch电路实验演示PAM-4信号转换

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"使用集成的基于SOA的Turbo-Switch电路对PAM-4信号进行片上全光波长转换" 在光学通信领域,波长转换是一项关键技术,它允许信号在不同波长之间转换,以适应网络的复用和解复用需求。这篇研究论文主要探讨了如何利用一种集成的半导体光学放大器(SOA)为基础的Turbo-Switch电路实现片上全光波长转换(AOWC)针对四电平脉冲幅度调制(PAM-4)信号。 PAM-4是一种高效的数字信号调制格式,它使用四个不同的光功率级别来代表二进制数据的两个比特,从而在相同的带宽资源中传输更多的信息。然而,PAM-4信号的波长转换通常是一项挑战,因为需要在保持信号质量的同时处理复杂的调制格式。 论文中,研究人员实验性地展示了通过交叉增益调制(Cross-Gain Modulation, XGM)在InP单片集成的Turbo-Switch电路中实现25Gbit/s PAM-4信号的片上全光波长转换。交叉增益调制是SOA的一种非线性效应,其中一个光信号的强度变化可以改变SOA的增益,从而影响另一个光信号的强度。 Turbo-Switch电路的独特之处在于它能显著减少有效增益恢复时间,与单个SOA开关相比,实现了七倍的减少。这提高了转换效率并降低了潜在的信号失真。实验结果显示,转换后PAM-4信号的误码率(BER)约为1×10^-3时,功率损耗仅为2dB,证明了该方法的有效性和高效性。 此外,研究人员还研究了转换器的波长依赖性,这是理解设备性能和优化设计的重要方面。集成的AOWC设备由于其高速切换操作、小尺寸、高稳定性和低切换损耗,显示出极大的潜力,适用于未来高速光通信系统,尤其是在数据中心和云计算环境中的短距离互连。 这篇论文为PAM-4信号的全光波长转换提供了一种创新的解决方案,该方案基于集成的SOA Turbo-Switch电路,具有高效、紧凑和低功耗的特点,对于推动下一代光通信网络的发展具有重要意义。