光纤非线性效应对10 Gb/s波分复用色散补偿系统的限制

对信道间距为１００ＧＨｚ的８倍１０Ｇｂ／ｓ波分复用色散补偿系统进行了计算机仿真,分析了光纤的色散和自相位调制（ＳＰＭ）、互相位调制（ＸＰＭ）、四波混频（ＦＷＭ）等非线性效应在具有级联光放大器系统中的作用。四种色散补偿方案是：ＳＭＦ（常规单模光纤）＋ＤＣＦ１（色散斜率为正的色散补偿光纤）、ＳＭＦ＋ＤＣＦ２（色散斜率为负的色散补偿光纤）、ＴＷ１（色散为正的非零色散光纤）＋ＴＷ２（色散为负的非零色散光纤     

温度和应变对光纤折射率的影响

采用迈克尔逊（Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ）光纤白光干涉系统，通过测量随着温度或应变改变而变化的光程，给出了单模光纤有效折射率的温度和应变相关特性。对于ＳＭＦ－２８型单模光纤，测得折射率温度系数和应变温度系数在波长为１３００ｎｍ处分别为０．７６２×１０－５／℃及－０．１３３２×１０－６／με；在波长１５５０ｎｍ处则为０．８１１×１０－５／℃及－０．１６４９×１０－６／με。并与几种不同光纤相应的数据进行了比较。     

色散位移光纤中的四波混频现象的实验研究

采用不同波长和类型的光源作为入射光信号,对色散位移光纤中的四波混频进行了实验研究。实验比较了不同色散位移光纤链组合时产生的四波混频信号的大小,研究表明,为了减小四波混频,应该在每一放大器间距内将零色散点波长距信号光波长较远的光纤铺在最接近掺铒光纤放大器处,而零色散点波长距信号光波长较近的光纤应该远离掺铒光纤放大器。对实验中的各种现象进行了理论分析,提出了一些减小四波混频的有益建议,实验结果和理论分析基本一致。     

啁啾光纤光栅在光纤通信系统中的色散补偿

报道一个简单而新颖的、能将均匀光栅改变为线性啁啾光栅的方法,此方法可对光纤光栅的喃啾度和中心波长进行独立调节,实验表明,一长为１０ｃｍ的均匀光栅其啁啾度可增加至０．５ｎｍ／ｃｍ,而中心波长独立可调量达０．７ｎｍ利用这样的可调啁啾光栅在标准单模光纤（Ｇ６５２）中对一脉宽为２５ｐｓ的输入信号在１５５０ｎｍ窗口传输,成功地实现１００ｋｍ的色散补偿。     

利用相位共轭与色散配置实现具有大占空比和大放大器间隔的长距离光孤…

在用光纤放大器补偿损耗的光纤传输线中，用负色散光纤与正色散光纤或色散补偿器件交叉配置，并使传输线中光纤的有效色散适当大于理论值，同时在传输线中周地使用相位共轭器，可以在把放大器间隔提高到与常规光纤通信相同的条件下有效地削弱孤子之间的互作用。本文对实现速率为２５Ｇｂｉｔ／ｓ，占空比为１／２，光放大器间隔为１００ｋｍ、传输距离大于６０００ｋｍ的光孤子传输作出了数值论证。     

具有波长不敏感特性的全光纤时分复用器

分析了熔锥型非对称单模光纤耦合器的宽带特性,介绍了采用２×２宽带光纤耦合器进行级联实现的８×２．５Ｇｂ／ｓ时分复用器,信号源采用增益开关量子阱ＤＦＢ激光器,脉冲宽度为４０ｐｓ,周期为４００ｐｓ。实验结果表明,采用这种方案制作的时分复用器,插入脉冲的间隔均匀,脉冲的波动小且损耗低,同时,这种时分复用器具有对波长响应不敏感的特性     

准线性光纤传输系统中几种色散补偿方案的性能比较

已有研究表明,对于高速率长距离准线性色散补偿光纤传输系统,信道内非线性效应是限制系统传输性能的最主要因素。在考虑四波混频等信道内非线性效应的情况下,通过求解耦合非线性薛定谔方程组,详细比较了单信道归零码准线性色散补偿光纤传输过程中前置补偿、后置补偿以及对称补偿3种色散补偿方案的传输特性。研究表明,信道内四波混频(IFWM)是导致3种方案性能差别的主要因素;对于确定的掺铒光纤放大器间距,最佳色散补偿方案与传输速率有关。速率越高,前置补偿性能越好;相反,后置补偿最适合低速率传输。     

利用交叉相位调制和四波混频制作的时间透镜的仿真分析

利用高非线性光纤中的交叉相位调制和四波混频分别在仿真中实现了时间透镜. 对基于交叉相位调制的时间透镜中的高非线性光纤中的非线性过程进行了仿真分析. 仿真结果表明, 该时间透镜的主要影响因素为色散、自相位调制与四波混频; 通过采用带有一定色散斜率的高非线性光纤可同时消除色散、自相位调制和四波混频的影响; 另外, 该高非线性光纤的色散零点最好选在信号脉冲和抽运脉冲波长的中心附近. 然后对基于四波混频的时间透镜的实现进行了仿真分析. 仿真结果表明, 该时间透镜的主要影响因素为色散、 自相位调制和其他的四波混频; 通过设定合适大小的信号脉冲和抽运脉冲的功率可消除自相位调制和其他的四波混频的影响; 另外, 通过在高非线性光纤中引入一定的色散可进一步提高信号脉冲和抽运脉冲的功率, 从而获得更高功率的输出脉冲. 最后对两种时间透镜系统做出了比较. 关键词： 光脉冲压缩 时间透镜 交叉相位调制 四波混频     

在单零色散微结构光纤中一次抽运同时发生两组四波混频的实验观察

采用可以减小纤芯面积的小气孔设计方案巧妙设计并成功拉制了一根高非线性的单零色散微结构光纤.利用有限元法模拟并计算得到了该光纤的基模有效折射率、色散系数和非线性系数等基本属性随波长的变化关系,然后利用四波混频的有效相位失配方程模拟了其相位失配曲线.模拟表明,在该光纤中可以同时发生两组四波混频.在位于微结构光纤的正常色散区的0.800,0.810和0.820μm三个波长处,分别采用不同的功率抽运,在实验上都非常明显地观察到了分列于抽运波长两侧的四个增益波带的产生.经与相位失配曲线比较,发现它们满足相位匹配条件,从而证明了两组四波混频过程的同时发生.实验结果与理论预言符合得很好.发生在正常色散区的四波混频效应的产生可归结于负的四阶色散对相位匹配过程的贡献.本文研究可对微结构光纤的结构设计和基于四波混频的多波长转移技术的发展提供经验与借鉴,同时也对非常见波段激光器和宽带光源的开发具有参考意义.     

利用相位共轭与色散配置实现具有大占空比和大放大器间隔的长距离光孤子传输

在用光纤放大器补偿损耗的光纤传输线中，用负色散光纤与正色散光纤或色散补偿器件交叉配置，并使传输线中光纤的有效色散适当大于（与平均孤子对应的）理论值，同时在传输线中周期地使用相位共轭器，可以在把放大器间隔提高到与常规光纤通信相同的条件下有效地削弱孤子之间的互作用。本文对实现速率为２５Ｇｂｉｔ／ｓ、占空比为１／２、光放大器间隔为１００ｋｍ、传输距离大于６０００ｋｍ的光孤子传输作出了数值论证     

基于光纤四波混频波长转换和色散的慢光实验研究

对基于光纤四波混频（FWM）波长转换和色散的慢光实现进行了详细和系统的实验研究.首先,实验测定了高非线性光纤中FWM带宽约为40 nm,从而确定了慢光的可调谐带宽;接着,在普通单模光纤和色散补偿光纤（DCF）中针对500 MHz正弦信号和100 ps短脉冲信号分别实现了34和198 ns的脉冲延迟,在DCF中还实现了209 ns的脉冲提前.讨论了增大延迟量的方法,指出随着宽带FWM波长转换的实现和大色散光纤的应用有望获得微秒量级的大延迟量,从而为高性能光纤延迟线和全光缓存器等应用提供支持. 关键词： 慢光 四波混频 色散     

组合光纤中受激拉曼散射和四波混频研究

在抽运光和耦合条件不变的情况下,研究了熔接组合的非零色散位移单模光纤(NZDSF)和标准单模光纤(SMF)中的受激拉曼散射(SRS)和四波混频(FWM)产生和传输特征。采用532 nm脉冲激光抽运NZDSF,从20 m处开始产生以LP₀₁模传输的SRS第一级Stokes光;紧接着在30 m处产生了FWM,SRS受到FWM抑制,传输模式逐渐转化为LP₁₁模;经过80 m处熔接点后,由于熔接处双锥光纤结构使光场模式互相干涉,光波模式恢复为LP₀₁模,FWM受到抑制。该现象和机理有利于抑制密集波分复用(DWDM)系统中光学非线性失真和促进光孤子通信系统的发展。     

On duty cycle selection of RZ optical pulse to optimize the performance of dispersion compensated 10 Gbps single channel optical communication system using dispersion compensating fibers

We present results for duty cycle selection of optical RZ pulse to optimize the performance in 10 Gbps single channel dispersion compensated optical communication system. The system has link length of 240 km with two spans. Each of the spans consists of 120 km standard single mode fiber (SSMF) of 16 ps/nm/km, whose chromatic dispersion is compensated using pre-, post- and symmetrical-dispersion compensation schemes by 24 km dispersion compensating fiber (DCF) of −80 ps/nm/km. The performance of the three compensation schemes is compared by taking 8, 10, 12 and 14 dBm Er-doped fiber amplifier (EDFA) power levels in the link with a duty cycle range (0.1-0.9) of RZ optical pulse. The graphical results obtained show a relationship among the duty cycle, EDFA power and dispersion compensation scheme which predicts the best performing duty cycle case. To optimize performance of the system, we recommend in general, duty cycle less than 0.3 and EDFA power below 8 dB irrespective of compensation scheme. However, with post compensation duty cycle less than 0.7 and EDFA power below 12 dBm give optimum performance. The results conclude that for the high value of duty cycle, post dispersion compensation scheme should be used.     

Optimizing amplifier spacing to improve performance in RZ-rectangular pulse based 10 Gb/s single channel dispersion managed optical communication system

In this paper, we optimize the inter-amplifier spacing in combination with duty cycle of RZ data format and EDFAs power so that link length of system can be maximized. The results for EDFA amplifier placement in 10 Gbps single channel dispersion managed optical communication system have been presented. By increasing the length of standard single mode fiber of dispersion 16 ps/nm/km in proportion to the increase in length of compensating fiber of dispersion −80 ps/nm/km, the pre-, post- and symmetrical-dispersion compensation schemes of the system have been compared. Further, schemes are observed at 8, 10 and 12 dBm values of EDFA power in the link with different duty cycle values of RZ optical pulse in the range of 0.2-0.8 with step size of 0.2 in relation to amplifier spacing to get lower value of bit error rate and timing jitter. The graphical results obtained show strong relationship among duty cycle of RZ optical pulse, EDFA power and, dispersion compensation scheme.     

Four-wave mixing analysis in WDM optical communication systems with higher-order dispersion

Four-wave mixing (FWM) is one of the major limiting factors in WDM optical fiber communication systems. In this paper, we analyze the individual and combined effect of second-, third-, fourth- and fifth-order dispersion parameters on FWM at different input channel powers and core effective areas, which have not been calculated earlier. FWM power versus channel power graphs for individual and combined effects of dispersion parameters have been presented, and it has been observed that FWM reduces for combined effect of dispersion parameter.     

DWDM系统非简并四波混频串扰的分析

考虑到DWDM系统中的比特序列的随机性、信道间脉冲走离效应等多种因素的影响,完善了归零调制格式下的四波混频效率的计算方法,给出了相应的非简并四波混频噪声标准差的计算公式,并利用该公式进行实例分析,计算结果表明,当占空比和信道间隔变小时,不同信道内的随机比特序列的相对初始时延及光纤色散值的取值组合对四波混频效率的影响变得更大,为保证系统的低色散和低四波混频串扰特性,必须对这些量取值组合进行优化. 关键词： 非简并四波混频 脉冲走离 密集波分复用     

Multi-wavelength laser source based on enhanced four-wave-mixing effect in a highly nonlinear fiber

We propose a multi-wavelength laser source based on an enhanced four-wave-mixing (FWM) effect which is achieved when a highly nonlinear fiber (HNLF) and an Erbium-doped fiber amplifier (EDFA) are employed in a fiber loop. A multi-wavelength laser source with totally 28 new wavelengths and a wavelength spacing of 0.8 nm is demonstrated. The wavelength spacing of the proposed multi-wavelength laser source can be tuned from 0.1 to 5.0 nm, and output spectrum of the multi-wavelength laser source with the wavelength spacing of 0.4, 0.8, and 1.6 nm are presented.     

具有非均匀零色散波长光纤中的四波混频

提出了一种分析具有非均匀零色散波长光纤中四波混频(FWM)的简便方法,导出了多段不同零色散波长组成的光纤中和零色散波长连续变化的光纤中四波混频效率的计算公式.实例计算结果表明,光纤中零色散波长分布的不均匀,会影响四波混频效率,特别是在抽运光和检测光波长间隔较大时,影响尤为显著. 关键词： 四波混频 相位匹配 零色散波长     

基于光子晶体光纤中多抽运四波混频效应的新型光层组播技术

光层组播是未来透明光子网络中一项重要的全光信号处理功能,提出并实验证实了一种基于色散平坦高非线性光子晶体光纤中多抽运四波混频效应的光层组播方法,将一束信号光与两束连续抽运光同时输入高非线性光子晶体光纤中,通过多抽运四波混频过程,产生四个携带该数据信息的闲频光,从而实现了单一信号的四信道光层组播功能,组播信道波长在35.2 nm范围可调谐,组播信道最大间距4.4 THz,最大转换效率-22 dB,最优Q因子为5.3,该方法的特点在于基于光纤中的四波混频效应工作,因而具有对调制格式和比特率透明的 关键词： 光层组播 多抽运四波混频 光子晶体光纤