基于半导体光放大器的双端口全光光开关

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的双端口全光光开关.这种开关以一个平行排列3×3耦合器作为其核心元件,具有类似于非线性光学环路镜(NOLM)和T比特光学非对称解复用器(TOAD)的结构.由于这种光开关是基于SOA的,所以它结构紧凑,易于集成,而且需要很小的控制光功率(几个mW).这种光开关具有两个开关端口,满足了一些特殊应用场合的需要.论文中给出了双端口全光开关的单脉冲2.5Gb/s开关实验结果.实验结果表明,这种开关可以实现两个端口的开关光信号同时输出,开关消光比达到了20dB以上.

利用非线性光纤环路镜将2.5Gbit/s归零码光脉冲波长变换20nm

利用光纤非线性环路镜成功地将２．５Ｇｂｉｔ／ｓ的归零码光脉冲变换了２０ｎｍ的距离。在最佳波长变换处对变换信号进行了１小时的误码测量，采用２２３－１伪随机码序列，误码为１．３×１０－１４。信号光和探测光脉冲宽度分别为２８ｐｓ和３７ｐｓ，中心波长分别为１５３３ｎｍ和１５５３ｎｍ。

利用NOLM实现连续光到归零码脉冲和波长的同时变换

利用非线性光学环路镜成功地实现了连续光到超短光脉冲和波长的同时变换．最大波长变换间距大于３５ｎｍ．实验系统中采用增益开关分布反馈半导体激光器（ＧＳＤＦＢ－ＬＤ）产生的超短光脉冲作为控制光，采用波长可调半导体激光器作为信号光．在变换过程中在１．５５μｍ附近首次观测到了波长的反相变换．当信号光和控制光脉冲走离大于４０．７ｐｓ时，变换信号脉冲发生畸变。

利用NOLM同时实现两个波长的波长变换

最先利用非线性光学环路镜 (NOLM)成功地将 2 5Gbit/s的归零码光脉冲同时变换到不同的两个波长上 .最大波长变换间距为 35nm .实验系统中采用增益开关分布反馈半导体激光器 (GSDFB LD)产生的超短光脉冲作为控制光 ,采用分布反馈半导体激光器 (DFB LD)和波长可调激光器作为信号光 .首次在 1 5 5 μm波长段利用非线性光学环路镜进行波长变换过程时观测到了反相波长变换和脉冲畸变现象 .

高非线性微结构光纤环镜开关效应的实验研究

利用基于高非线性微结构光纤的非线性光纤环镜,在10 Gb/s光传输系统中进行了全光开关的实验研究。利用中心波长在1 550 nm的皮秒脉冲激光器,在以25 m长微结构光纤作为非线性介质构成的光环镜中,实现了非线性相移为π的开关操作,同时还发现这种全光开关具有脉冲整形的功能。

一种基于光纤环境G-T腔的光交错复用器

提出利用级联光纤环镜构成全光纤G -T干涉仪,并运用光波叠加原理和传输矩阵理论详细研究了其滤波和相位特性,给出了其相移表达式,分析了级联光纤环镜中各参数对其相位特性的影响。在此基础上,设计了一种基于级联光纤环镜G -T腔的新型全光纤交错复用器,该器件光学结构简单,具有DWDM系统所需的截止度和平坦度。

基于超结构光纤光栅和非线性放大环镜的OCDM系统

实验研究了基于超结构光纤布喇格光栅的40Gbit/s×2的光码分复用系统,利用非线性放大环镜对系统解码输出脉冲进行了整形和噪音抑制.在非线性放大环镜非线性开关特性的作用下,解码输出脉冲的宽度由7.7ps压缩至3.6ps,干扰噪音得到了有效地抑制,实验中环镜的输入功率约为6mW.结果表明,采用非线性放大环镜能够提高超结构光纤光栅光码分复用系统的性能,这种有效抑制噪音的高速全光编解码还可以应用于光标签交换网络.

基于非线性光纤环形镜的少模脉冲幅度调制再生器

随着网络带宽需求的快速增加,波分复用系统的容量已接近非线性香农极限.为了适应未来网络的发展,空分复用技术引起了越来越多的关注.本文首次提出基于少模非线性光纤环形镜(FM-NOLM)的脉冲幅度调制(PAM)全光再生器,描述了其工作原理和具体设计过程.采用COMSOL软件对组成FM-NOLM的硫化物高非线性光纤进行了模式特性仿真.以LP01,LP11,LP21三个光纤模式为例,确定了再生器的参数,计算出每个模式的功率转移函数曲线.仿真分析了该少模PAM-4全光再生器的噪声抑制(NRR)性能,并与单模情形进行了比较.研究表明,1)对于每个空间模式的PAM信号,所有再生电平具有一致的功率转移性能;2)当输入信噪比(SNR)约大于20 dB时,三种模式的噪声抑制比均可超过3 dB,并随着输入信噪比线性增加,其斜率约为1.2;3)在相同输入SNR条件下,三种模式的噪声抑制比相差不大,不超过1.1 dB.为了说明再生器的再生性能,当输入SNR为25 dB时,我们还给出了再生前后PAM-4信号的功率分布直方图.与现有的再生方案相比,本文方案的均匀多电平再生转移性能,使其更适合高频谱效率的长距空分复用系统和任意电平数的PAM信号再生.此外,该方案也能够扩展到波长域,有效提高光通信系统的传输容量.

一种全光纤波长可调谐环路反射镜

介绍了一种全光纤波长可调谐环路反射镜。在试验温度改变140℃时,反射波长调谐了36nm,覆盖了光纤通信的C波段。对全光纤波长可调谐反射镜的反射波长的测试及调谐原理进行了分析。

基于ED-NALM的全光波长变换理论模型

提出了应用非线性掺饵光纤放大环镜进行全光波长变换的理论模型。详细研究了反转光脉冲的峰值功率、脉冲宽度和消光比等重要物理参量以及反转光脉冲继续在常规单模光纤中传输时的演变特性。结果表明:应用此模型,反转光脉冲除具有较高的峰值功率和消光比外,脉冲的宽度也比初始信号脉冲的宽度窄,而且脉冲的中心部分带有一定量的线性上啁啾,当其在常规单模光纤中传输时,在光纤的初始阶段,脉冲的峰值功率将经历先增加后减小的变化过程,而脉冲宽度的变化趋势与其正好相反。

利用光环路镜作为反射元件的全光纤电流传感器

为解决反射式全光纤电流传感器中引入全反射镜而产生的反射损耗及与光纤匹配困难等问题,设计了一种利用非线性光环路镜作为反射元件的全光纤电流传感器,推导出了光偏振态的斯托克斯矢量与电流的关系式,提出了高速偏振态检测方法.在加载0～200 A的50 Hz工频交流电的条件下进行了实验,测试结果与理论预测吻合,显示出了较高的测量精确性,证明了该传感结构与实验方案的可行性.

全保偏非线性偏振环形镜锁模掺铒光纤激光器

研究了基于非线性偏振环形镜锁模的全保偏光纤激光器锁模机制。在非线性偏振环形镜中,用偏振分束器取代传统的非线性放大环形镜锁模激光器中的光纤耦合器,并辅以非互易性元件和增益光纤,作为全保偏光纤激光器中实现稳定锁模的核心器件。构建了一台基于非线性偏振环形镜的掺铒光纤锁模激光振荡器,实现了重复频率75 MHz,时域脉冲宽度141 fs,总输出功率约30 m W的稳定锁模脉冲序列输出。该激光器具有双向输出,且通过调节腔内波片可调节输出功率。此外,对激光器输出功率和重复频率的稳定性进行了评价,在自由运转情况下,1 h内输出脉冲序列的平均功率波动小于0.05%,重复频率的1 s相对稳定度为2.0×10-8。该结构的全保偏光纤激光器可开机自启动锁模,且环境稳定性高、重复频率较高、脉冲宽度窄,能满足激光测距、激光加工、激光光谱成像、航天等应用对超短脉冲光源的需求。

全光纤掺镱激光器实现锁模和多波长输出

利用半导体可饱和吸收镜(SESAM)和光纤环形镜(FLM)分别作为腔镜,实现了线形腔结构的全光纤掺镱激光器。通过调节偏振控制器(PC)和抽运功率得到了调Q、调Q锁模、连续锁模、二次谐波、三次谐波、多波长等多种输出状态。其中连续锁模状态可实现开机自启动,脉冲宽度31 ps,单脉冲能量40 pJ,重复频率19.3 MHz,中心波长1030.8 nm,光谱带宽2.3 nm。多波长输出信号中心波长在1033 nm左右,波长间隔及波长数随抽运功率和PC状态发生变化。最大抽运功率(420 mW)时,可得到最小平均波长间隔约0.11 nm。实验中得到10 dB光谱范围内最大波长数为35,此时3 dB范围内对应的波长数为34。

基于非线性光纤环形腔镜的全光阈值器

基于非线性光纤环形腔镜(NOLM)及光子晶体光纤(PCF)的自相位调制效应(SPM),实现了一种适用于光子神经元的全光阈值器。所使用的PCF非线性系数为16.98(W·km)-1,同时在NOLM中引入可调隔离器。PCF及可调隔离器的使用,缩短了NOLM的腔长,同时降低了阈值器对输入光功率的要求。该全光阈值器对光信号的消光比可提高6 d B以上。由于全光阈值器中所有的组成器件均为无源光器件,因此能够处理高速率光信号。该全光阈值器在其他光通信系统中也具有广阔的应用前景。

基于高非线性光子晶体光纤Sagnac环形镜的全光开关

设计了一种新颖的、低开关功率的全光开关.将高非线性光子晶体光纤和双向抽运掺饵光纤放大器引入agnac环形镜内,破坏了环形镜的对称性,利用交叉相位调制作用使反向传输的两路信号光产生非线性相移,从而实现开关效应.理论分析表明:开关功率与放大器的增益倍数和光子晶体光纤非线性系数的积成反比,在实验中所得开关功率约40mW,消光比约为15.9dB,并且信号光透过率随脉冲控制光峰值功率呈余弦变化,实验结果与理论分析相吻合.

利用非线性光学环路镜实现多个波长的同时变换

利用非线性光学环路镜 (NOL M)成功地实现了多个波长的同时变换。最大波长变换间距大于 2 5nm。实验系统中采用增益开关分布反馈半导体激光器 (GS DFB- L D)产生的超短光脉冲作为控制光 ,频谱分割法得到多波长激光作为信号光。

基于非线性光纤环形镜的二光平信号全光分离器

非线性光纤环形镜(NOLM)在不同抽运条件下具有不同的连续波开关特性,当单抽运NOLM在抽运峰值功率大于开关阈值功率时具有反转抽运脉冲峰的特点,在抽运脉冲上升与下降沿处各产生一个脉冲输出;当使用双脉冲抽运在两抽运脉冲除峰值功率和波长不同外其他参数一致时,透射输出由两个脉冲的峰值功率差决定,具有脉冲峰值功率比较作用。基于NOLM的这两个特性设计了全光分离两光功率水平信号的方案。利用光子学仿真软件进行了数值仿真,结果显示二光平信号被成功分离,并分别加载到不同波长上。实现了高功率级无基座脉冲输出,表明该方案也具有消除脉冲基座的能力。

抑制信道间干涉的40Gb/s光码分复用系统

成功演示了码片速率高达280 Gchip/s的全光编解码,编解码光栅是采用"等效相移"方法制作而成的超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)。考虑和分析了信道间干涉,实验验证了40 Gb/s×2的光码分复用(OCDM)信号复用。引入非线性光学环镜(NOLM))来抑制信道间干涉,利用非线性光学环镜的非线性开关特性将解码输出脉冲的宽度由7.7 ps压缩至3.8 ps,并同时有效的减小了干扰噪声,进而提高系统性能。理论计算和实验结果表明了采用超结构光纤布拉格光栅和非线性光学环镜实现高效编解码的可行性。高速的全光编解码可以应用于点到点的光码分复用系统以及光标签交换网络。