高速光通信系统中光纤光栅色散补偿研究

通过对光栅制作过程的优化设计，解决了光纤光栅温度稳定性、纹波系数、带宽、偏振模色 散补偿等关键技术，所制作光纤光栅已经达到温度系数小于00005 nm/℃，带宽大于14 nm，纹波系数小于50 ps，色散量超过 -1000 ps/nm的先进水平. 采用琼斯矩阵本征值法较 精确地测量了光栅的偏振模色散，并对其进行了补偿，光纤光栅色散补偿器的偏振模色散由 补偿前的91406 ps改善为补偿后的01521 ps. 在此基础上，成功地建立了一个稳定可靠 、速率为40 Gb/s，传输链路为122 km G 关键词： 高速光通信系统 普通单模光纤 光纤光栅 色散补偿     

线性啁啾光纤光栅色散补偿性能的数值分析

对线性啁啾光纤光栅的色散补偿性能进行了数值分析。结果表明 ,啁啾光栅时延曲线的纹波大小和线性度是影响其色散补偿性能的两个重要因素。对高斯型耦合系数分布光栅而言 ,更长的光栅将具有更佳的色散补偿性能     

光纤光栅非线性时延对啁啾的电视信号的影响

分析了有线电视系统中,用作色散补偿的光纤光栅因色散抖动对信号载波互调比产生的影响,结果显示色散抖动对有线电视信号互调比的影响随拦动幅度、抖动周期、信道数目的加而增加,信道频率的分布也对其的影响。对光栅的色散特性进行数值估算,发现常耦合系数线性啁啾光栅不能用的有线电视系统中进行色散补偿。     

光纤光栅耦合系数对其色散补偿性能的影响

本文利用耦合模方程,对具有不同函数形状耦合系数的光纤光栅的色散特性进行了理论和数值研究。通过比较这些线性咽啾光纤光栅对10Gb/s光通信系统色散补偿的效果,揭示了光纤光栅的耦合系数与其色散补偿性能的关系。     

光纤光栅偏振模色散的测量及补偿研究

介绍了光纤光栅的偏振模色散测量，并利用一段偏光纤对光纤光栅的偏振模色散进行补偿，效果良好。在40Gb/s、60km光纤光栅色散补偿系统中，加入保偏光纤对光纤光栅的偏振模色散进行补偿前后的测试结果表明，误码率为10^-10时，系统的功率代价由1.21dB改善为0.46dB。     

低纹波系数色散补偿光纤光栅的研究

介绍用扫描法研制成功的长13．5cm、带宽0．447nm、反射谱平坦的切趾啁啾光纤光栅，功率波动小于1dB，用色散分析仪测试得到时延曲线上的纹波系数小于20ps，用该光纤光栅对200km的G．652光行色散补偿，补偿量大于98％（原始脉冲宽度为36．78ps，色散补偿后的脉冲宽度为37．23ps）。     

基于啁啾光纤光栅的掺Yb3+光纤激光器

啁啾光纤光栅可用于光纤色散补偿及脉冲压缩。该文从光纤光栅的耦合模方程出发，对中心波长为1053nm的啁啾光纤光栅进行了研究，数值分析了啁啾光纤光栅长度、耦合函数、啁啾系数、切趾技术等因素对啁啾光栅反射率、时延特性、色散特性、压缩特性的影响，并将结论应用于掺镱超短脉冲光纤激光器的设计，提出基于啁啾光纤光栅的全光纤环形腔连接方案。与其它非全光纤结构光纤激光器相比，这种结构具有更小的损耗和更高的效率。     

薄包层啁啾长周期光纤光栅的色散补偿

为了提高啁啾长周期光纤光栅(LPFG)光纤通信的色散补偿能力,提出了利用薄包层啁啾LPFG进行包散补偿的方法.首先介绍了根据传输信号确定啁啾LPFG的啁啾系数、光栅长度等参数的方法.然后利用上述方法设计了对光纤中传输的中心波长为1550 nm,带宽为0.2nm的信号进行色散补偿的薄包层啁啾LPFG.利用耦合模理论及传输矩阵法计算了约1m长的此种啁啾LPFG的色散,结果表明可以补偿该光信号通过46 km光纤所产生的色散.进一步分析了切趾函数、啁啾系数、交叉耦合系数等参数对薄包层啁啾LPFG色散的影响.     

利用啁啾光纤光栅进行色散补偿的研究

分析了由于光纤的色散引起的脉冲展宽,并介绍了啁啾布拉格光纤光栅进行色散补偿的基本原理。２－５Ｇｂ／ｓ、１００ｋｍ 色散补偿的实验结果表明,利用啁啾光纤光栅进行色散补偿是一种切实可行的色散补偿方案。     

Chirped Bragg光纤光栅的优化设计与优化指数

根据线性ChirpedBragg光纤光栅的一般原理 ,探讨了不同啁啾系数 ,准高斯耦合函数对Bragg反射光栅的反射率及色散补偿特性的响应。结果表明 :增大啁啾系数以及选取适当的准高斯耦合函数 ,在保证反射率较大的情况下 ,能有效地改善色散补偿特性。通过引入微波领域的“优化指数”这一概念 ,量化了色散补偿器的补偿能力。     

Analytical theory for pulse broadening induced by all-order polarization mode dispersion combined with frequency chirp and group-velocity dispersion

We derive an analytical expression for the expected root-mean-square (rms) pulse broadening with considering the combined effects of all-order polarization mode dispersion (PMD), group velocity dispersion (GVD) and frequency chirp. It is shown that two commonly used first-order PMD compensators lose their efficiency quickly with chirp parameter increasing if GVD is ignored. When GVD is added, prechirp technique is helpful for the enhancement of PMD tolerance for both uncompensated case and first-order compensators when GVD and PMD coefficient satisfy some special relationship.     

光纤色散对超连续谱产生的影响

对1550nm波长附近具有不同色散特性的光纤产生超连续谱进行了详细的计算和分析。结果表明，在反常色散区和零散区，由于内脉冲拉曼散射效应和三阶色散效应的影响，不能产生平坦、宽带的超连续谱。而在正常色散区，可以产生平坦光滑的超连续谱。进一步研究表明，具有较小正常色散的色散平坦光纤对于产生平坦、宽带的超连续谱极为有效。通过增强脉冲抽运功率，可以得到谱强起伏小于10dB、带宽达300nm以上的平坦超宽超连续谱。     

高阶群速度色散对光纤超连续谱产生的影响

介绍了SC谱的产生机理,并通过数值计算具体分析和比较了各种光纤中高阶群速度色散(GVD)对SC谱产生的影响。结果表明:二阶GVD为正的光纤中,三阶GVD不利于平坦SC谱的形成;在色散位移光纤(DSF)的反常色散区,三阶GVD(TOD)是平坦SC谱形成的决定因素;四、五阶GVD则对反常色散平坦光纤(DFF)和色散平坦渐减光纤(DFDF)中平坦、宽带SC谱的形成起着决定性的作用。     

强双折射光纤中色散效应对偏振模传输的影响

本文研究了在强双折射光纤中色散效应对偏振模传输的影响.发现当二阶色散系数较大时,偏振模能稳定传输,但所需入纤功率较高;当降低二阶色散影响以降低对光源要求时,三阶色散对偏振模长距离传输起破坏作用,三阶色散参量越大,对偏振模的破坏也越大.     

BBO晶体中飞秒脉冲的二次和三次谐波振荡产生

同时考察了群速色散失配、最低阶群速色散和二阶群速色散。研究了在ＢＢＯ晶体中飞秒激光脉冲的谐产生，计算了ＢＢＯ晶体的作为波长函数的晶体的最低阶和二谐群速色散，借助求解改进的耦合波方程的数值计算，得到了飞秒脉冲的二次及三次谐波辐射，分析了最低工阶及二阶ＧＶＤ对于基波脉冲和谐波脉的影响，最后考虑了三次谐波产生中群速失配的补偿。     

Design and analysis of large-core high-GVD planar optical waveguide for dispersion compensation

We present a large-core planar optical waveguide design showing high group velocity dispersion (GVD). The design is based on a coupled asymmetric dual-core structure with an additional layer of over cladding. The resonance between the two dissimilar cores, namely, core-1 and core-2, has been utilized to achieve high GVD. The core separation controls the magnitude of the GVD. The resonance wavelength can be fine tuned by varying the parameters of the core-2. The over-cladding helps in maintaining high GVD even with large core-1. We show a GVD of 7.8×10⁻²⁵ s²/mm with the core-1 size as large as 6 μm. Such a structure should find applications in the design of high-power integrated-optic dispersion compensators for optical telecommunication and ultrafast waveguide lasers.     

Applying a Mode Selector to Improve the Pulse-Compression Performance of Asymmetric-Coupled-Waveguide-Based Dispersion Compensators

An InGaAsP slab-type asymmetric-coupled-waveguide-based dispersion compensator with a mode selector has been designed and fabricated. The mode selector is necessary to select either a symmetric [with a positive group-velocity dispersion (GVD)] or antisymmetric (with a negative GVD) supermode. These supermodes exist simultaneously in the dispersion-compensation region of the device. Pulse-compression experiments were used to test the dispersion compensator, evaluating the function of the mode selector. A theoretical study of the experimental results shows that the mode selector obtains a very strong selectivity (nearly 100%) for the antisymmetric supermode.     

Group velocity dispersion effect on the collapse of femtosecond laser pulses in air: a revised form for Marburger's law

The influence of group velocity dispersion(GVD) on the self-focusing of femtosecond laser pulses is investigated by numerically solving the extended nonlinear Schr?dinger equation. By introducing the GVD length LGVDinto the semi-empirical, self-focusing formula proposed by Marburger, a revised one is proposed, which can not only well explain the influence of GVD on the collapse distance, but also is in good agreement with the numerical results, making the self-focusing formula applicable for more cases.     

色散缓变光纤中飞秒孤子压缩与稳定传输

运用数值方法研究了色散缓变光纤中飞秒基本孤子的传输特性，发现基本孤子脉冲不仅能被压缩，而且压缩光脉冲能保持脉宽不变转输即稳定传。光脉冲压缩过程中，发现三阶色散效应有较大的影响。适当地选取色散缓变光纤结构参数可能获得高质量的超短压缩光脉冲。对压缩光脉冲稳定伟机理探索表明，光纤二阶色散纵向变化率，三阶色散与喇曼自散射效应共同作用导致压缩光脉冲稳定传输。     

Spectrally resolved phase-shifting interferometry for accurate group-velocity dispersion measurements

We report an accurate method to measure the group-velocity dispersion (GVD) of transparent materials by use of spectrally resolved phase-shifting interferometry. The GVD of silica glass slide measured using an eight-step phase-shifting algorithm agrees well with that calculated using the Sellmeier dispersion equation over the entire visible wavelength region, with a rms error of < or =0.0036 microm(-2), better than that of other measurement methods reported so far.