在信息技术、网络技术、激光器及探测器技术的高速发展和推动下,激光通信作为一种频带宽、速度快、不受电磁干扰和高保密性的通信技术方兴未艾,在军事和民用领域都具有巨大应用潜力。在通信领域，无数人尝试用光波作为载体来传递信息，原因在于光波极高的带宽可以融入庞大的通信信息，直到1966年7月，英籍华裔学者高锟博士从理论上分析证明了用光纤来作为光波传输介质的可能性，在之后的四十多年时间里，光纤通信技术正在持续不断向更高水平、更高阶段方向发展。

固定波长的激光器模块一直都是光通信领域传统的光源，它的缺点也在逐渐在光通信飞速发展和推广的过程中不断显露。随着光网络越复杂，整个系统中所需要的波长数目会逐渐变多，成百上千，很多情况下，我们还需要进行系统的保护，那么本来配备一个激光器的地方，就需要一个备份，这样的结果就是所需激光器的数量非常之多；其次，每一个固定波长激光器对应一个波长，不同波长的激光器相互区分，随着所需波长数量的增加，激光器也会变多，整个系统的复杂度将会大大提高，显然这是固定波长激光器做不到的。

因此，人们开始试图研发出在一个激光器模块上可以控制输出不同波长的激光器，并且这些波长必须满足ITU-T的标准要求。在这样的背景下，可调谐激光器应运而生。

可调激光器是当今光通信器件领域的最前沿，国际上也仅有几家大型的光通信公司能够提供此产品，基于MEMS机械调谐的代表公司如SANTUR，基于SGBDR电流调节的如JDSU，Oclaro，Igins,AOC等，这也是中国供应商极少数有染指的光器件领域之一，武汉奥新科技有限公司在可调激光器高端封装方面有着明显的领先，是目前国内仅有的有能力 量产可调激光的企业，已经批量向欧美厂商供货。可调激光器的应用领域如下表所示：

可调谐光源最重要的应用是在为密集波分复用（DWDM）系统提供及时

有效的库存管理以及快速建立信道的功能，从而极大降低光源备份方案的成本。而且能够为下一代可重构光网络提供自动波长配置、波长转换和波长路由功能，进而极大提高网络的动态灵活性和带宽利用率。

而目前光纤通信用光源主要为半导体发光二极管和半导体激光二极管。据最近报导也有采用氦氖气体激光器光源的。按其通信距离和通信容量有可以将光源分为小容量光源和长距离大容量光源。前者大都为LED和短波LD，后者则为长波LD。

而通信光源一般来说可以通过电流、温度、机械来控制调谐，比如可调谐DFB激光器，而DFB激光器主要是基于温控技术的，比如InGaAsPDFB激光器工作在不同温度，激光腔内的温度不同，可以发送不同波长的光，而由于内置了标准具等锁波作用的器件，光可被锁定在符合ITU规定间隔的光栅上，从而发射出规定波长的光波，从而实现调谐。

对光源进行调制的方式有若干种，从光源与调制器之间关系来看，可分为以下两种，即光源的内调制，它是将调制信号直接作用在光源上，对光源进行调制，故又将这种调制方式称为直接调制。光源的外调制，它的特点是光源本身不被调制，但当光从光源射出以后在其传输的通道上被一只调制器调制。这只调制器是利用物质的电光、声光、磁光等效应对光波进行调制的，故有所谓的电光调制器、声光调制器、磁光调制器等，这种调制方式又称为间接调制。

3.研究的基本内容、拟采用的技术方案及措施

一、基本内容

1. 了解光纤通信的发展历史；

2. 理解光发生器的工作原理；

3. 了解并阐述通信可调光源的诞生背景，国内发展现状以及应用价值；

4. 理解并掌握光发生器如何通过电流、温度、机械来实现波长调谐的；

5. 分析上述调谐过程中的难点并且试着提出自己的解决方案；

4. 进度安排（按周次填写）

第1~3周 查阅文献；分析题目研究现状，学习基本理论；

第4周 阅读文献、撰写开题报告，英文文献翻译；

第5周 学习了解光纤通信的基本发展历程以及光纤通信系统的基本架构；

第6～7周 学习光通信系统中光源部分的结构；

第8周 学习了解各种光源调制方式以及对其性能的分析；

第9～11周 找出并分析光通信光源中的技术难点；

第12周 查阅资料并给出上述技术难点的解决方案；

第13周 合理推测未来光通信的发展方向；

第14周 撰写毕业论文、完成初稿；

第15周 整理、完善论文；

第16周 论文打印、装订、准备答辩。

第17周 论文答辩

4. 参考文献（17篇）

[1]Liu-Hao Ma,Jun-Jun Wu,Hong-Bo Ning,Wei Ren.Exploration of temperature/H_2O non-uniformity in a premixed laminar flameusing tunable laser absorption spectroscopy[A]. 北京航空航天大学.Proceedings of 2016 International Conference inAerospace for Young Scientists (ICAYS)[C].北京航空航天大学:,2016:6.

[2]Fan Yuanyuan,Wang Qian,Song Xingliang,Zhou Yi.Coherence length tunable solid-state lasers with high stability[A]. ChineseSociety for Optical Engineering(CSOE)、ChinaHigh-tech Industrialization Association(CHIA).Proceedings of OTA 2016——conf.2 Laser manufacturing and laser detectiontechnology[C].Chinese Society for Optical Engineering(CSOE)、China High-tech IndustrializationAssociation(CHIA):,2016:2.

[3]Doo-Won Choi,Min-Gyu Jeon,Gyeong-Rae Cho,TakahiroKamimoto,Yoshihiro Deguchi,Deog-Hee Doh. Performance Improvements inTemperature Reconstructions of 2-D Tunable Diode Laser AbsorptionSpectroscopy(TDLAS)[J]. Journal of Thermal Science,2016,(01):84-89.

[4]夏多添. 可调谐DFB激光器及其控制电路[D].南京大学,2015.

[5]钟哲儒. C波段可调谐单频光纤激光器的研究[D].华南理工大学,2015.

[6]Chao Wang,Wenxue Li,Xianghui Yang,DongbiBai,Kangwen Yang,Xuewei Ba,Jiang Li,Yubai Pan,Heping Zeng. Tape casting of aYAG/Yb:YAG/YAG transparent ceramic for a broadband tunable laser[J]. HighPower Laser Science and Engineering,2014,(04):58-61.

[7]张磊. 基于光子晶体光纤非线性效应的超宽带可调谐光源[D].清华大学,2014.

[8]王宁. 超高速光纤传输系统关键技术研究[D].北京邮电大学,2014.

[9]吴刚. DWDM网络中DPSK调制与解调系统的设计与实现[D].北京邮电大学,2013.

[10]胡胜磊. 相干光通信用外腔可调谐激光器的研究[D].武汉邮电科学研究院,2012.

[11]V.Catoire,F.Bernard,Y.Mbarki,A.Mellouki,G.Eyglunent,V.Daёle,C.Robert. A tunable diode laser absorptionspectrometer for formaldehyde atmospheric measurements validated bysimulation chamber instrumentation[J]. Journal of EnvironmentalSciences,2012,(01):22-33.

[12]吴磊. 相干光通信系统中光源的研究[D].华中科技大学,2011.

[13]Jun Sato,Yukihiro Ishii. Interferometric sensingfor measuring the complex amplitudes of a 3-D object by R, G and B tunablelasers[A]. COS—中国光学学会、SPIE—国际光学工程学会.Proceedings of Advanced Materials and Devices forSensing and Imaging III[C].COS—中国光学学会、SPIE—国际光学工程学会:,2007:8.

[14]朱炜. 密集波分复用光源关键技术研究[D].哈尔滨工业大学,2006.

[15]李蔚. 用于DWDM光纤通信的波长可调激光器[J]. 世界产品与技术,2003,(07):52-54.

[16]高伟清. 超宽带光纤放大器的研究[D].南开大学,2003.

[17]阳华,邱仁和,伍浩成,吴国锋. 用于光通信的可调谐激光光源[A]. 中国电子学会通信学分会、中国通信学会光通信专业委员会、中国光学学会纤维光学与集成光学专业委员会.全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议（OFCIO’2001）论文集[C].中国电子学会通信学分会、中国通信学会光通信专业委员会、中国光学学会纤维光学与集成光学专业委员会:,2001:1.