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信息时代要求大容量的传输网络。波分复用(WDM)全光通信网充分利用了光纤巨大的带宽和优异的传输性能,具有良好的发展前景。全光波长转换器是WDM全光网中的一种关键器件,它在光交换、波长路由和波长再用等技术中有着广泛的应用。全光波长转换器的使用可以大大提高WDM网络的容量,避免波长竞争,使通信网络管理更为灵活合理。 国内外学者对全光波长转换器进行了广泛的研究,已经发展了多种全光波长转换技术。各种波长转换器各有优缺点,目前均处于实验室研究阶段。其中,基于半导体光放大器中的交叉增益调制、交叉相位调制和四波混频效应的波长转换技术是研究的主流方向。 本文提出一种基于光纤环形腔半导体激光器(FRSL)的波长转换方案,阐述了其结构模型和工作原理。根据FRSL满足的单模速率方程,讨论了采用FRSL进行波长转换时转换光的功率特性和消光比,以及FRSL的弛豫振荡特性、小信号调制响应、调制带宽与光纤环形腔长度的关系。研究发现,在确定的参数下,存在环形腔长度的临界值。只有当环形腔长度小于该临界值时,激光器才发生弛豫振荡,并具有理想的调制响应和大的调制带宽。对基于FRSL的波长转换进行了理论模拟和实验研究。 FRSL波长转换器结构简单,在输入端只需输入待转换的信号光,无须输入连续波作为泵浦光,并且易于在光纤环形腔中插入各种控制元件。但是,输出的转换光脉冲与信号光极性相反,光纤环形长腔的存在导致其转换速率比较低。因此,适用于低速的场合。如能集成应用,将具有广阔的发展前景。