高消光比双通马赫-曾德尔干涉仪梳状滤波器

提出了一种新颖结构的高消光比双通马赫-曾德尔干涉仪梳状滤波器，将常规单通马赫-曾德尔干涉仪的两个输出端与光隔离器连接，构成一个双通马赫-曾德尔干涉仪梳妆滤波器，对滤波器的输出特性进行了理论分析和实验研究。数值模拟表明，与常规的单通马赫-曾德尔干涉仪相比，在相同参量的情况下该双通马赫-曾德尔干涉仪梳妆滤器的消光比得到了大大改善，消光比的提高取决于干涉仪的臂长差，当干涉仪的臂长差为0．7366mm时，消光比提高了20dB。实验结果表明，双通马赫-曾德尔干涉仪梳妆滤器的消光比为25．8dB，消光比提高了13dB。     

基于多芯光纤级联布喇格光纤光栅的横向压力与温度同时测量

提出并制作了一种基于多芯光纤与单模光纤错位构成的马赫-曾德尔干涉仪,将其与光纤布喇格光栅级联,形成的全光纤传感系统可实现横向压力和温度双参量同时测量.马赫-曾德尔干涉仪是利用多芯光纤和单模光纤的模场不匹配而发生模间干涉,当外界横向压力直接作用在多芯光纤内部光场,干涉仪具有较高的灵敏度.实验结果表明:马赫-曾德尔干涉仪压力灵敏度为28.57nm/(N·mm~(-1)),线性度为0.997,而光纤布喇格光栅在一定范围内对压力变化不敏感;马赫-曾德干涉仪和光纤布喇格光栅对温度变化都具有较高的线性度,温度灵敏度分别为56.1pm/℃和11.3pm/℃.对于分辨率为0.02nm的光谱仪,传感器可实现的压力和温度测量分辨率分别为7.0×10~(-4)N/mm和0.03℃.马赫-曾德尔干涉仪的透射谱和光纤布拉光栅的谐振峰对横向压力和温度的变化有不同的光谱响应,利用光谱仪对传感器的透射谱实时监测,方便地实现了压力与温度双参量的测量.该传感器结构简单,灵敏度高,可用于不同领域的压力传感.     

基于量子增强型光纤马赫-曾德尔干涉仪的低频信号测量

利用低频光通信波段真空压缩态光场可实现基于光纤的量子精密测量.本文利用简并光学参量振荡器实验制备出1550 nm低频真空压缩态光场.在分析频段10—500 kHz范围内压缩态光场的压缩度均达3 dB.用实验制备的1550 nm真空压缩态光场填补光纤马赫-曾德尔干涉仪的真空通道,实现了量子增强型光纤马赫-曾德尔干涉仪,完成了突破标准量子极限的相位调制频率为500 kHz的低频信号测量.与光纤马赫-曾德尔干涉仪相比,测量信噪比提高了2 dB.     

马赫-曾德尔光纤干涉仪型梳状滤波器优化计算

提出了一种具有方波形输出谱的级联马赫-曾德尔光纤干涉仪型梳状滤波器的优化计算方法。利用传输矩阵法将级联马赫-曾德尔光纤干涉仪的输出光谱表示为显式函数，采用独特的递推方法将理想的梳状滤波器的方波型输出函数展开，当这2个函数的系数对比时，有时候没有精确解，此时利用Matlab，通过特别的优化计算，可以得到级联马赫-曾德尔光纤干涉仪的近似结构参数，使其输出谱近似为方波。设计实例表明：此种优化计算方法非常方便、灵活和有效。     

马赫-曾德尔干涉仪消光比和单通道光开关

对马赫-曾德尔(M—Z)干涉仪的滤光消光比特性进行了研究，提出了一种在其一端加上光纤全反镜的方法，大大改善了马赫一曾德尔干涉仪的输出谱特性，由此提出并设计了一种单通道光开关，实验得到了约37．4dB的开关动态范围。     

利用冷却法得到多波长输出的光纤环形激光器

提出一种新型的掺铒光纤环形激光器,利用全光纤马赫－曾德尔干涉仪选频,并将掺铒光纤浸在液氮中冷却,得到了稳定的７个波长的激光输出,波长间隔为０．６５ｎｍ。     

单环和双环微环谐振腔应用于马赫-曾德尔干涉仪滤波器的特性分析

将微环谐振腔应用于普通马赫-曾德尔干涉仪滤波器中,构成一种新型滤波器,用信号流程图法推导了其输出端传递函数,并对其输出结果进行了模拟.结果表明:该滤波器能输出透过率近似平顶和平底的矩形方波,自由光谱范围达111GHz,消光比达10.2dB.和普通的马赫-曾德尔干涉仪滤波器相比,自由光谱范围、消光比、精细度都显著提高.改变微环谐振腔和马赫-曾德尔干涉仪滤波器的组合方式,得到更多的输出波形.讨论了各项参量对器件输出性能的影响.     

二维光子晶体全光异或门的设计及研究

分析了二维光子晶体马赫-曾德尔干涉仪的传输特性,将二维光子晶体波导、环形腔和马赫-曾德尔干涉仪有效结合,提出了一种基于二维光子晶体马赫-曾德尔干涉仪的异或门设计。用平面波展开法分析二维光子晶体能带结构,并用时域有限差分法验证光信号在该器件中的电场稳态分布。结果表明,该结构能够实现异或逻辑,且具有高逻辑对比度7.88 dB,快速响应周期0.388 ps和高传输速率7.87 Tbit/s;并且该器件结构尺寸仅为13 μm×14 μm,易于集成。该异或逻辑结构中引入了二维光子晶体马赫-曾德尔干涉仪,使得光子晶体逻辑门结构的设计更加多样,并为二维光子晶体半加器与全加器的设计提供了基础,具有重要的研究意义。     

一种具有高二阶非线性椭圆芯中空光纤

提出并制造一种新颖的椭圆芯中空光纤,采用热极化方法使其具有高二阶非线性,可用作相位调制器。该光纤在300℃温度、大于1×108 V/m强电场和9cm有效电极长度条件下热极化30min后,产生大的线性电光相移。基于双椭圆芯中空光纤构建一种纤内马赫-曾德尔干涉仪,通过观察干涉条纹的移动来评估相移,最终得到1.16pm/V的高二阶非线性系数和0.52pm/V的线性电光系数。该技术具有简单、灵活的特点,可以用来制作高电光系数器件,降低制作成本,并能进一步提高全光纤器件的集成度。     

一种级联马赫-曾德尔滤波器设计的新方法

级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器可实现平顶化的滤波器频谱响应,但是利用传统的传输矩阵法。并不能方便地得到级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器中各耦合器的耦合系数。将级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器与数字信号处理中的有限脉冲响应滤波器进行了类比,并将数字滤波器的设计方法引入到级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器的设计中,将滤波器的传输函数表示成为各耦合器耦合系数的显式函数,同时利用遗传算法,计算了对于给定的滤波器频谱响应,级联马赫—曾德尔干涉仪光滤波器中各耦合器的耦合系数。通过实例证明了利用数字滤波器的设计方法及遗传算法设计级联马赫—曾德尔干涉仪光滤波器,不仅可以得到理想的结果,而且可以提高光滤波器的设计效率。     

基于对称结构的光纤谐振环辅助马赫曾德尔干涉仪型梳状滤波器的研究

为了改善常规马赫曾德尔干涉仪(MZI)型滤波器的输出特性, 提出了一种由双耦合器和单模光纤构成的“8”字形谐振环,将该光纤谐振环与一个3 dB光纤方向耦合器相结合,利用光纤谐振环反馈回路引入的相位调节效应,选择合适的谐振环耦合角,设计出一种基于对称结构的光纤谐振环梳状滤波器,具有平坦滤波响应的输出光谱。与普通MZI型梳状滤波器和双级级联MZI型梳状滤波器相比,阻带抑制和过渡带滚降特性明显加强;与不对称结构的光纤谐振环辅助MZI型梳状滤波器相比,在考虑传输损耗的情况下,相干涉的两束光信号不存在幅度差异,降低了传输损耗对梳状滤波器消光特性的影响。     

An accurate analysis for two-mode interferometer based Mach-Zehnder interferometers interleaver

By using a more accurate analysis, we investigate the effect of the mode coupling and radiation loss of a two-mode interferometer (TMI) which is employed in the design of Mach-Zehnder interferometer interleaver by considering different branching angles and index contrasts. Based on our study, we find that the transmission characteristics of a TMI in the interleaver design cannot always be treated as a simple zero gap directional coupler (DC), called pure model. Under certain conditions, its characteristics should be treated as a zero gap DC combined with two variable gap DCs, and correspondently called integrated model. The conditions under which a TMI is treated as pure model or integrated model are defined in terms of branching angle and index contrast. Our findings are confirmed with the experimental results.     

一种基于IIR光交错滤波器的设计方法

基于数字信号处理中的IIR理论,提出了一种基于MGTI型interleaver的新颖设计方法,可以简便地得到所求的各组结构参量.通过z变换简化透射方向和反射方向光波电矢量的表达式,分析了零极点位置对整个滤波器的影响,利用IIR中椭圆滤波器的设计方法得到Gires Tournois腔的腔长、臂长差和Gires Tournois腔各镜面的反射率.并给出了利用两个双镜Gires Tournois腔替代两面全反镜所得到的三组不同参量,比较了采用不同Gires Tournois腔所得到的相应的1、3、5、7、9阶interleaver的模拟仿真结果.     

一种基于双光纤环形腔的M-Z型交错复用器

提出一种将两个光纤环形腔分别加入M-Z干涉仪两个干涉射臂中构成的交错复用器,得出了满足DWDM所需滤波性能的两个光纤环形腔的最佳耦合比.理论设计表明,这种新结构与已有的单环形腔的M-Z型交错复用器相比,同时具有更宽的0.5 dB透过带和25 dB截止带.分析了耦合比对滤波性能的影响.     

光纤环对非平衡马赫曾德尔干涉仪型波长交错滤波器性能的改善

波长交错滤波器是一种类似于梳状滤波器的无源光子器件，在密集波分复用系统中可以起到复用和解复用器件的作用。如果将一光纤圈加入光纤溶锥型非平衡马赫－曾德尔干涉仪型波长交错滤波器系统中，它的滤波性能将有所改善。改进后的梳状滤波器的透射率形态近似于方波，讨论了新系统的结构和参数选取。     

不等带宽光学梳状滤波器

分析了马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型50GHz不等带宽光学梳状滤波器（interleaver）的设计原理,给出一种新型系统结构及设计中所需要的实验参量.利用Gires-Tournois谐振腔（G-T腔）反射光相位的非线性性质,对其特性进行改善.改进后的光学梳状滤波器具有较好的平顶特性.     

环形谐振器辅助马赫-曾德尔干涉仪型波长交错滤波器的研究

将环形谐振器与马赫-曾德尔干涉仪相结合,利用谐振器反馈回路引入的相位调节效应,选择合适的谐振器耦合角,设计出一种具有最大平坦滤波响应的环形谐振器辅助马赫-曾德尔干涉型波长交错滤波器.与普通马赫-曾德尔干涉型波长交错滤波器相比,不仅阻带抑制(>38dB)和过渡带滚降特性明显加强,而且在通带中心15 GHz范围,将色散降低到±10 ps/nm以内,从而可以有效避免对传输信号造成失真.在此基础上,进一步研究环周长(Lr)与马赫-曾德尔干涉臂长差(△L)之间的关系,指出波长交错滤波器奇偶输出端口的带宽分配比直接决定于Lr/△L,当调整Lr/△L=1/2,可以实现具有1;2非对称带宽分配特性的新型波长交错滤波器,为10 Gb/s向10 Gb/s 40 Gb/s系统升级提供一种简单、灵活的方式.     

双折射Gires-Tournois型交叉复用器的性能研究

利用偏振光干涉和多光束干涉的原理，推导了BGT型交叉复用器的传输函数。分析传输函数发现，Gires-Tournois腔的反射率越高，交叉复用器的0．5dB通带带宽越宽，隔离度越小；反之，0．5dB通带带宽越窄，隔离度越大。设计、调试相关实验，验证了BGT型交叉复用器性能参量之间的关系。可利用BGT型交叉复用器的这一特性来确定其结构参量，也可利用它这一特性来制作可调谐交叉复用器。     

Study of all-fiber asymmetric interleaver based on two-stage cascaded Mach–Zehnder Interferometer

In order to improve the transmission efficiency of optical-fiber communication system with 10 Gb/s + 40 Gb/s, an all-fiber interleaver with unequal passband is proposed and discussed, which is based on a two-stage cascaded Mach-Zehnder interferometer (MZI). The optimum value of structural parameters, such as splitting ratios of the couplers and the physical length differences of the interferometer arms, were chosen. One set of optimized data is validated in the experimental result. The experimental results and the theoretic analysis indicate that an all-fiber optical interleaver with 3 dB passband width in odd channels and even channels could be obtained, which having more than 60 GHz passband and 30 GHz passband, for transmission speed of 40 Gb/s and 10 Gb/s, respectively. By assigning different portions of spectrum to the 10 Gb/s and the 40 Gb/s channels, the bandwidth efficiency requirement of the 40 Gb/s channel is relieved, and therefore longer transmission distance can be achieved.