光通信 其他

TN927．2 2005021452 采用级联原子滤光器的新型卫星激光链路系统研究=A novel inter-satellite laser link system with linked atomic optical filter[刊,中]／刘璐(北京大学信息科学技术学院量 子信息与测量教育部重点实验室．北京(100871)),王江波 …//光学学报.-2004,24(12)．-1590-1594 提出级联佛克脱型原子滤光器(Linked VADOF)的新 构想。从理论上分析并计算了级联佛克脱型原子滤光器 的透射谱。结果表明,级联佛克脱型原子滤光器将佛克脱 型原子滤光器的多峰改造为单峰结构,具有比佛克脱型原     

佛克脱反常色散原子滤光器工作机理研究

对佛克脱（Voigt)型反常色散原子滤光器的工作机理和各种性能进行讨论,该种滤光器的实现研究表明理论与实验结果符合得好。滤光器在外加磁场为0．02T、汽室温度为110℃的单峰带宽为0．8GHz,比相同条件下的法拉第型反常色散原子滤光器小0．5Hz,并且工程化实现比法拉第型反常色散原子滤光器容易。佛克脱型反常色散原子滤光器在卫星光通信领域有潜在的极大应用前景。     

采用原子滤光器的新型激光信标方案研究

提出了采用法拉第反常色散滤光器（ＦＡＤＯＦ）的光电双反馈激光信标新方案。该方案通过数字控制系统和光反馈系统的共同作用，使激光信标系统的稳定性、抗干扰性和可靠性大大提高，并实现了上电自动工作。这种新型激光信标的频率稳定度优于５×１０－９，在３０ｍｓ内可将半导体激光频率稳定在法拉第反常色散滤光器任一透射峰上。该方案可与采用法拉第反常色散滤光器的新型跟瞄系统匹配使用，对建立卫星激光通信链路有重要意义。     

法拉第反常色散滤光器透射谱的普遍计算方法

报道了一种计算法拉第反常色散滤光器（ＦＡＤＯＦ）透射谱的普遍方法,该方法可计算不同碱金属元素工作在任意电偶极跃迁和任意磁场强度下的法拉第反常色散滤光器透射谱,对主动式和被动式法拉第反常色散滤光器同样适用,该方法还可进一步推广到其它类型的原子滤光器（如斯塔克型原子滤光器）的计算,给出了采用这种方法对铷主动式７７５．９ｎｍ法拉第反常色散滤光器透射谱的计算结果,与实验曲线符合较好。     

新型原子滤光器

原子滤光器是基于原子的吸收、发射和内部能量转换的物理过程的一种量子滤光器件，与干涉滤光片（包括薄膜的、偏振的等）和双折射滤光片相比，原子滤光器具有大的接收角，更窄的带宽和更高的滤光效率等特点，文章简要介绍了近年来新型原子滤光器研究的新进展和它们的应用，以及一些原子滤光方案和物理特性的研究。     

光束定向器中膜厚不均匀性对远场性能的影响

讨论DF(氟化氘)强激光系统光束定向器中的光学薄膜，用偏振光线追迹分析定向器出瞳主激光、信标光偏振态变化，计算膜厚不均匀性对远场性能的影响．     

全固态腔外和频589nm钠信标激光器

钠信标和瑞利信标是目前科学家们仅能采用的两种人造激光信标,而其中钠信标相比瑞利信标高度更高、斜程误差更小,更适合用于人造激光信标,将会在天文观测中得到应用。因此研制钠信标光源对于自适应光学校正具有重要的意义。由于钠原子吸收特性,钠信标光源的中心波长必须与钠原子的D2a吸收线（589．159nm）对准,且激光线宽小于3GHz,因此突破大功率钠信标光源技术面临诸多困难与挑战。     

锶原子互组跃迁荧光谱及其特性的研究

真空锁频系统是实现激光稳频的重要组成部分,在该系统中产生高分辨互组跃迁荧光谱((5s~2)~1S_0→(5s5p)~3P_1)是分析原子谱线相关特性及精确测量跃迁频率等参数的前提。本文通过将装载有毛细管的准直器置于锶炉内,从源头减小原子束的发散角,将原子束的发散角减小至3.1 mrad。即减小原子束的横向速度,进而减弱光与原子作用的一阶多普勒频移,实验最终得到分辨率较高且线宽为26 MHz的互组跃迁荧光谱。锶原子互组跃迁荧光谱特性的相关研究对于光晶格原子钟锁频系统的建立具有重要意义,因此本文从实验上探讨并分析了锶炉温度和激光光强等因素对互组跃迁荧光谱的影响。     

钠激光导星的共孔径发射接收与谱线匹配技术

研究了采用时间选通和共孔径方式的钠激光导星技术,并开展了钠信标发射接收实验研究。分析了钠原子共振散射与信标激光波长的匹配关系,介绍了钠信标激光器、距离选通装置、回光探测装置、同步控制装置等的研制工作。实验成功采集到了钠信标图像,通过分析回光图像随信标激光波长的变化规律,验证了波长匹配在钠激光导星中的重要性。     

新型透射式全息窄带带阻滤光器的光谱特性分析

滤光器在光谱学、光学测量和激光物理中有着极其重要的应用。全息滤光器是一种新型滤光器,特别是利用重铬酸明胶(DCG)记录的全息透射式窄带滤光器,其主要特点为对主谱线有很窄的带宽。文章主要用紫外-可见分光光度计测定用DCG记录的透射式全息窄带带阻滤光器的光谱特性,测量结果分析表明,滤光器在可见光区域(400～800 nm)对其中心波长的相对透射率小于2%,其他谱线的相对透射率大于85%。且滤光器有较窄的带宽,其半宽度小于12 nm,十分之一宽度小于15 nm。对氩离子激光(Ar+)主谱线514.5 nm有优良的滤光特性。     

10 GHz增益开关激光器输出脉冲的三级压缩实验研究

通过理论分析,数值模拟和实验,研究了10GHz增益开关半导体激光器输出脉冲的几种压缩技术,提出了一种新型的三级压缩技术,包括1）正色散光纤补偿;2）正色散光纤加负色散光纤的脉冲压缩;3）梳状色散光纤压缩,实验上得到脉冲宽度为2.8ps的压缩脉冲,总的压缩比为9。此压缩技术对实验80Gb/s光时分复用（OTDM）系统具有重要意义。     

Fiber chromatic dispersion measurement based on wavelength-to-time mapping using a femtosecond pulse laser and an optical comb filter

A novel method for the measurement of chromatic dispersion of an optical fiber based on wavelength-to-time mapping using a femtosecond pulse laser (FSPL) and an optical comb filter is proposed and experimentally evaluated. In the proposed approach, the spectrum of an ultrashort optical pulse generated by an FSPL is sliced by an optical comb filter. The spectrum-sliced optical pulse is then coupled into the optical fiber under test. Thanks to the chromatic-dispersion-induced wavelength-to-time mapping in the optical fiber under test, a time-domain waveform similar to the sliced spectrum is generated at the output of the optical fiber, with different frequency components having different time delays. The time delay vs. frequency data are then recorded for the estimation of the chromatic dispersion by using least square fitting. Chromatic dispersions of two types of optical fibers with different lengths are tested. The measured dispersion values agree well with those measured by the conventional modulation phase shift (MPS) method.     

Faraday laser at Rb 1529 nm transition for optical communication systems

We experimentally demonstrate a Faraday laser at Rb 1529 nm transition by using a performance-improved Rb electrodeless-discharge-lamp-based excited-state Faraday anomalous dispersion optical filter as the frequencyselective element. Neither the electrical locking scheme nor the additional frequency-stabilized pump laser are used. The frequency of the external-cavity diode laser is stabilized to the Rb 1529 nm transition, and the Allan deviation of the Faraday laser is measured by converting the optical intensity into frequency. The Faraday laser can be used as a frequency standard in the telecom C band for further research on metrology, microwave photonics, and optical communication systems.     

实现半导体激光器频率跟踪和锁定的新方法

本文报道实现半导体激光器连续频率跟踪和锁定的一种新方法:利用法拉第反常色散光学滤波器(FADOF)的透射谱作鉴频器,改变法拉第反常色散光学滤波器的磁场强度,实现频率跟踪和稳频.实验得到,当磁场从0.7×10~(-2)T变到2.2×10~(-2)T时,半导体激光器在～2GHz范围内跟踪锁定,其频率稳定度优于2.1×10~(-10)(100ms≤τ≤10s).     

Efficient collinear frequency tripling of femtosecond laser with compensation of group velocity delay

This paper demonstrates an approach that negative uniaxial crystal has a relative anomalous dispersion effect which can compensate group velocity delay, and applies this approach to nonlinear frequency conversion of an ultrafast laser field. High efficiency of the third harmonic generation is experimentally fulfilled by adopting a collinear configuration of doubing-compensation-tripling system. Through finely adjusting the incident angle and optical axis direction of the compensation plate, it obtains ultraviolet (UV) output energy of 0.32~mJ centered at 270~nm with spectral bandwidth of 2~nm when input beam at 800~nm was 70~fs pulse duration and 6~mJ pulse energy which was extracted from Ti:sapphire laser system by a diaphragm, corresponding to an 800-to-270~nm conversion efficiency of 5.3% and a factor-of-1.6 improvement in the third harmonic generation of UV band in comparison with a general conventional configuration. Furthermore, when the full energy of 18~mJ from a Ti:sapphire laser system was used and optimized, the UV emission could reach 0.83~mJ.     

Cs Faraday anomalous dispersion optical filter for blue pulsed laser

ＣｓＦａｒａｄａｙａｎｏｍａｌｏｕｓｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｏｐｔｉｃａｌｆｉｌｔｅｒｆｏｒｂｌｕｅｐｕｌｓｅｄｌａｓｅｒＺＨＡＮＧＬｉａｎｇ；ＬｉＹｉｍｉｎ；ＴＡＮＧＪｕｎｘｉｏｎｇ；ＷＡＮＧＱｉｎｇｊｉ（Ｄｅｐｔ．ｏｆＲａｄｉｏ－Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ...     

基于光纤色散相位补偿的高分辨率激光频率扫描干涉测量研究

为了实现更高分辨率的激光频率扫描干涉测量, 增大光源的扫频范围以及减小扫描频率的非线性成为关键. 采用外腔式大带宽扫频光源结合光纤辅助干涉仪构建的外部时钟频率采样非线性校正是目前较为常用的方法. 本研究发现随着扫频带宽和测量范围的增加, 光纤辅助干涉仪与测量光路中存在的色散失配导致频谱出现严重展宽, 极大的降低了测量的分辨率. 本文建立了辅助干涉仪和测量干涉仪色散失配影响的理论模型, 利用该模型分析了扫频带宽和测量范围与测量分辨率的变化关系, 与实验结果相一致, 并进而提出了基于峰值演化消畸变的色散相位补偿方法, 有效地提高了测量的分辨率, 在2.53 m 处实现了接近理论值的64.5 μm的测量分辨率. 该色散失配模型及补偿方法为提高大尺寸激光频率扫描干涉仪的测量分辨率及测距范围提供了参考.     

光孤子脉冲在光纤放大器中的传播

本文建立了包括增益色散,受激喇曼散射,双光子吸收效应的理论模型,讨论了光孤子脉冲在光纤放大器中的传播.数值计算结果表明:在反常色散范围内,光孤子的放大是不稳定的.增益色散导致光脉冲对称分裂,而受激喇曼散射则导致不对称的分裂.在增益色散和受激喇曼散射的共同作用下可获得新的时域和频域特征.有限带宽的放大能抑制受激喇曼散射引起的自频移.本文对有啁啾的光孤子脉冲的放大也进行了分析.     

交叉相位调制提高半导体激光器混沌载波发射机带宽方法

提出半导体激光器混沌交叉相位调制(XPM)光反馈提高混沌载波发射机带宽方法,建立了有外腔光纤传输反馈XPM控制下的激光动力学物理模型.理论导出XPM作用下激光双反馈频率失谐公式,指出XPM产生的非线性相移影响了激光器增益和线宽增强因子,其光纤二阶非线性效应使激光振幅和相位变化更加丰富,而非线性相移的出现进一步增加了新的频率分量并使频谱展宽.数值结果表明,XPM使激光器混沌带宽增加到4倍以上,使激光混沌张弛振荡频率增加到2.85倍,其光纤长度、入纤光功率、面镜反射系数、光纤二阶非线性系数等都能影响激光混沌带宽.