Xue, Weiqi

Egenskaberne ved langsomt og hurtigt lys har skabt stor interesse inden for optisk signalbehandling til anvendelse inden for optisk kommunikation og mikroblgefotonik. Denne afhandling analyserer, teoretisk savel som eksperimentelt, optiske halvlederforstrkere (Semiconductor Optical Amplier -SOA'ere) baseret pa langsomt samt hurtigt lys. De foreslaede strukturer er lovende kandidater til gennemfrelse af optisk signalbehandling, isr til brug indenfor mikroblgefotonik med henblik pa faseforskydning eller forsinkelse linjer. Denne afhandling beskriver muliggrelsen af 360o mikroblge faseskift benyttende langsomt og hurtigt lys i SOA'ere, som ogsa opfylder nogle grundlggende krav i fotoniske mikroblgesystemer. I dette arbejde udforsker vi frst de fysiske begrnsninger af kohrente optiske oscillationer (Coherent Population Oscillations -CPO) med fokus pa langsomt samt hurtigt lys i SOA'ere. Der prsenteres en teoretisk model, baseret pa reblgeblanding, til at simulere mikroblge faseforandringer induceret af den kontrollable gruppehastighed af lyset. Ud fra pa de fundne resultater, fremsttes en ny konguration med optisk ltrering for saledes at optimere eekterne af langsomt lys. Med denne metode demonstreres et faseskift pa op til 150o ved frekvenser pa 40 GHz. Herefter karakteriseres denne nye konguration i detaljer ved at undersge mikroblgebandbredden samt chirp-afhngigheden. Det mest vi lovende resultat af denne afhandling, er opnaelsen af 360o faseforskydning gennem en kaskadebaseret struktur. Den multistrms-baserede kontrol med kaskadestrukturerne er blevet eksperimentelt undersgt og har muliggjort kontrol af bade mikroblge-fase samt amplitude. Desuden er fuldt tunebare mikroblge-notchltre blevet eksperimentelt realiseret med en fri spektral afstande pa 9,4 MHz hhv. 300 MHz, hvor langsomt lysbaseret faseforskydning giver 100 procent tuning over hele den fri spektrale afstand. Afhandlingen omhandler dernst karakteristik af stj med primr fokus pa intensitetsstj samt enkeltsidebands-fasestj. Forholdet mellem disse to typer stj analyseres teoretisk, og en analytisk model vericeres eksperimentelt. Endelig foreslar vi en krydsforstrkningsmodulation (cross gain modulation -XGM) baseret langsomt lys. Ved at operere XGM i en kontra-propagerende konguration, kan der opnas en kontinuerlig tunebar signal forsinkelse pa op til 10,5 ps over en bandbredde pa tocifrede GHz.This thesis analyzes semiconductor optical amplifiers based slow and fast light effects with particular focus on the applications in microwave photonics. We conceive novel ideas and demonstrate a great enhancement of light slow down. Furthermore, by cascading several slow light stages, &gt;360 degree microwave phase shifts over a bandwidth of several tens of gigahertz are achieved. These also satisfy the basic requirements of microwave photonic systems. As an application demonstration, a tunable microwave notch filter is realized, where slow light based phase shifters provide 100% fractional tuning over the whole free spectral range. Finally, the noise properties of the proposed slow light devices are investigated

Online Research Database In Technology

Slow and fast light effects in semiconductor optical amplifiers for applications in microwave photonics

http://orbit.dtu.dk/ws/files/5533486/PhD%20Thesis_DTU%20Fotonik_Weiqi%20Xue.pdf

Slow and fast light effects in semiconductor optical amplifiers for applications in microwave photonics

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Online Research Database In Technology