全光処理による高速光信号のウェーブレット解析

使用全光处理对高速光信号进行小波分析

基本信息

批准号：
17656131
负责人：
塙雅典
金额：
$ 1.6万
依托单位：
University of Yamanashi
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

光ウェーブレットの計算機シミュレーションソフトウェアを構築し、原理確認シミュレーションを行った。一般に高速光信号は、光/電:気サンプリングオシロスコープや光スペクトルアナライザによって観測されるが、これら既存の装置による観測では、光ファイバ中の伝送に伴う光信号波形の劣化要因を特定することは不可能である。一方、光ウェーブレット解析の計算機シミュレーション結果より、光信号に重畳する波長分散や自己位相変調を明確に弁別可能であることが示された。これは高速信号波形の伝送劣化要因の特定に大いに資すると思われる。次に、自在な光ウェーブレットの実装を目指して、ファイバブラッググレーティング(以後FBGと略)のビームスキャニングによる作成方法について検討した。エキシマレーザから出力される波長248nmの紫外光を細く絞り込み、位相マスク上を走査することで、紫外光幅に依存しない長尺FBGの作成を可能とした。また、ビームを走査している途中で、位相マスクと光ファイバの相対位置をナノメートル精度で移動させることにより、任意の位置に自在な位相シフトを形成することを可能とした。これらにより、従来のFBG作成環境では実現できなかった、長尺の位相シフトFBGの作成が可能となった。一例として、Harrウェーブレットに対応するπ位相シフトFBGを作成し、所望の特性のFBGが得られたことを確認している。これらの技術は、高度な光ウェーブレットを標本化FBGで実装する揚合に必要不可欠なものである。最後に、光ウェーブレットのFBGによる実装に当たり、FBG作成時の実現誤差の影響を低減可能なロバスト設計法について検討を行った。ロバスト設計に従って実装を行えば、実現位相誤差が0.2π程度重畳しても、特性劣化が抑えられるという結果が得られた。よって、高度な光ウェープレットの実装時にはロバスト設計を実施することが有効である。

我们构建了用于光波小波的计算机仿真软件，并对原理进行了模拟。通常，通过光学/电采样示波器和光谱分析仪可以观察到高速光学信号，但是这些现有设备的观察结果使得由于光纤中传输而导致光学信号波形恶化的因素无法识别因子。另一方面，用于光波小波分析的计算机仿真结果表明，可以清楚地区分叠加在光学信号上的色度分散和自相度调制。这被认为是确定导致高速信号波形传播恶化的因素的极大帮助。接下来，我们研究了一种使用BeamScanning创建纤维Bragg光栅（以下称为FBG）的方法，目的是实现灵活的光波小波。通过缩小从准分子激光器的248nm输出的波长缩小紫外线，并扫描相掩码，可以创建不依赖紫外线宽度的长FBG。此外，通过在扫描梁的同时以纳米精度移动相掩码和光纤的相对位置，就可以在任何位置形成可自由调节的相移。这使得创建长相位移动FBG成为可能，这是在常规的FBG创建环境中无法实现的。例如，创建了与Harr小波相对应的π相移FBG，以确认已获得具有所需特征的FBG。这些技术对于在采样的FBG中抬起高级光学小波是必不可少的。最后，当使用FBG实施光波小波时，我们研究了一种强大的设计方法，该方法可以减少创建FBG时已实现错误的效果。当根据可靠设计执行实现时，即使已实现的相误差被约0.2π叠加，也可以抑制特征恶化。因此，在实施高级光学waplet时实现强大的设计是有效的。