利用光参变放大同时实现双波长全光判决的实验研究

为了能够对多路光信号同时实现整形再生,提出了一种在高非线性光纤(HNLF)中利用单抽运光参变放大(OPA)同时实现双波长全光判决的实验方案。该方案基于一段500m长的HNLF,输入信号为两路不同波长的10Gb/s伪随机归零(RZ)码信号,抽运光为10GHz的时钟脉冲。信号光与抽运光在HNLF中发生参变过程,通过两个光带通滤波器,分别滤出两路闲频光波长信号,可以在同一段HNLF中同时实现双波长全光判决。实验中,对两路10Gb/s伪随机归零码信号进行了恶化,以仿真长距离传输损耗及失真,恶化后信号的消光比(ER)分别为9.17dB和8.27dB,判决后的信号ER分别提高到12.8dB和12.66dB。通过实验论证了一种双波长全光判决的实现方案。     

40 Gb/s信号全光3R再生实验

提出一种新型40 Gb/s全光3R再生器方案。采用高精细度法布里-珀罗滤波器进行时钟提取。时钟提取前,通过高稳定光源对输入信号光波长变换实现信号光波长和法布里-珀罗滤波器梳状窗口对准;时钟提取后,接半导体光放大器(SOA)进一步消除时钟信号噪声。全光判决中,采用双半导体光放大器串联增大非线性性能,提高了判决门的响应速度。判决输出接窄带滤波器去除脉冲啁啾拖尾,减小码型效应。实验中,恶化40 Gb/s光脉冲信号通过全光3R再生器可以得到再生脉冲。输入恶化信号时间抖动大于5 ps,脉冲宽度大于16 ps,再生得到的信号时间抖动小于1.5 ps。再生信号相对于输入信噪比改善14 dB。连续稳定工作记录大于15 h。通过实验验证,这种全光3R再生器方案成功地实现了40 Gb/s信号的再生。     

40 Gb/s信号的全光3R再生

研制出以注入锁模光纤激光器进行时钟恢复、电吸收调制器（EAM）作光判决门进行信号再整形的新型全光3R再生器,成功地运行于40Gb／s。理论和实验证明锁模环形激光器腔内放置的可调谐光滤波器的透射谱形状对时钟的脉宽有显著影响,超高斯透射谱的光滤波器利于获得窄时钟光脉冲,腔内放置这样的滤波器使恢复的时钟光脉冲谱宽达0．44nm、脉宽6ps、时间抖动小于1ps。最佳选择用作光判决的开关门的参量,改善了开关门的传输函数,使其接近阶跃函数,并使得开关窗宽度达到最佳。对于被剩余色散恶化的40Gb／s归零码信号进行了3R再牛,再生后达到了无误码。     

双抽运光纤光参变放大的全光多波长变换与码型转换

利用强度调制的数据信号光作为一路抽运光,与另一路直流或者正弦强度调制抽运光组合可以在双抽运光纤光参变放大过程中实现全光多波长变换或者在全光多波长变换的同时实现码型转换.理论上,从信号增益的角度分析了波长转换与码型转换的原理.实验上演示了2.5Gb/s的非归零(NRZ)码信号的全光多波长转换与到归零(RZ)码信号的转换.多波长转换实验表明:双抽运条件下的光参变过程可以实现多波长转换并得到正、反码的输出,还同时对信号有一定的再生作用.码型转换后信号的占空比为30%,消光比也得到提高.     

基于色散位移光纤中四波混频效应的2×40 Gb/s全光3R再生系统

利用色散位移光纤(DSF)中四波混频效应在闲频光波长处增益的指数增长特性及增益饱和特性,提出了一种基于恶化信号抽运的2×40Gb/s的双波长全光3R(再放大、再整形、再定时)再生实验方案。对再生原理做了理论分析和实验验证,完成了1550.92nm和1557.36nm两个波长上不同恶化信号的全光再生实验,将恶化信号的接收机灵敏度分别由-20.3dBm、-20.4dBm改善到-27.3dBm、-25.6dBm,灵敏度改善量为7.0dB和5.2dB。系统实验验证了理论分析的结果,对于解决波分复用(WDM)系统中多路信号的同时再生问题提出了一种可行的解决方案。     

10 Gb/s全光3R再生的研究

报道了对10Gb／s恶化数据信号的全光3R(再放大、再定时、再整形)再生的实验研究。针对利用基于半导体光放大器的注入锁模环形激光器进行时钟恢复时的码型效应问题,提出了利用梳状滤波器对信号进行预处理。利用这个技术极大的减小了由于码型效应造成的时钟信号的幅度和时间抖动,从恶化的数据信号中恢复出无码型效应的高质量光时钟脉冲。信号整形的关键是光判决门,性能良好的判决门可以进一步提高信号的消光比、减小抖动。研究了基于电吸收调制器的信号再整形。利用上述器件构成的3R再生器,实现了10Gb／s恶化信号的全光3R再生。     

基于自相位调制和偏移滤波的全光2R再生

理论和实验研究了基于光纤中自相位调制效应和偏移滤波的全光2R再生,实现了因放大的自发辐射噪音而恶化的数据信号的再生.数值研究了输入平均功率对信号再生的影响,结果表明,通过控制输入光纤的平均功率,Q值在5到12的40 Gb/s归零码信号再生后均可实现Q值和幅度抖动的改善.最后进行了基于高非线性色散位移光纤的10 Gb/s归零码ASE恶化数据信号的再生实验,误码率为10－9时标准时的再生功率代价仅为0.1 dB.     

基于光纤光参量放大的异步双波长全光再生技术研究

本文提出了一种新型的多波长全光再生方案,利用相位时钟光纤光参量放大,并采用相邻信道偏振正交的方法,实现对由异步信源产生的双波长信号全光再生.理论分析了参量放大中的增益饱和现象用于幅度噪声抑制,以及利用相位时钟及后续色散实现对信号定时的机理.在这个基础上,对两个独立信源产生的异步双波长10Gbit/s信号进行再生实验,实验表明该方案有效的抑制了基于多波长3R再生系统中信道间的四波混频与交叉相位调制等非线性干扰.系统在单波长和双波长情况下分别将两路信号信噪比改善了至少6.5dB与4.5dB.误码率测试结果说明,与背对背测试结果相比,无论是在单波长还是双波长条件下,两路波长的信号经过再生后都实现了约2dB的接收机功率代价的改善.     

抑制信道间干涉的40 Gb/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))来抑制信道问干涉,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.     

基于拉曼组合放大的长距离光纤传输系统

本文改进了一种实现长距离自适应补偿光纤传输的方法.在利用光纤光栅形成的谐振腔产生激光对信号光进行拉曼放大的基础上,再利用双抽运光对信号光进行拉曼放大,从而获得更高的拉曼增益以实现更长距离的自适应补偿光纤传输.使实验自适应补偿传输距离达125km(为目前国际上已报道的最长自适应补偿光纤传输距离).实验测量并理论分析了该长距离光纤传输系统的开关增益、放大的自发辐射噪声、噪声指数和光功率分布的特性,实验结果与理论模型符合很好.     

光交换节点中的全光再生技术研究

比较了光交换节点中几种全光再生技术方案的优缺点,重点描述光纤参量振荡器的时钟提取实验和基于磁光四波混频的光门整形技术。实验揭示了光纤参量振荡器闲频光反馈控制方法的工作原理,并提取出稳定的高质量时钟信号。仿真比较了4种四波混频光门再生方案的功率转移特性,开展了磁光四波混频再生实验。研究表明:通过对高非线性光纤加载180 Gs直流磁场,可使光接收机灵敏度进一步提升2 dB。最后指出了全光再生技术的多信道、集成化发展趋势。     

信号光的调制对基于光纤光参量放大光脉冲源的改善

在理论上从四波混频的强度耦合方程出发,给出了基于光纤光参量放大(FOPA)光脉冲的光场表达式,并进一步分析了信号光被相位调制或强度调制后,光脉冲的频率啁啾和强度演化.结论指出：若信号光被强度调制,对所生成脉冲宽度无明显的影响,但可以提高消光比;若信号光被相位调制,所生成的脉冲具有更大的线性正啁啾,可以在相同的抽运功率条件下得到比无相位调制时更窄的脉冲.实验上给出了10 GHz工作速率下的结果,其结果与理论分析符合得很好.通过信号光的相位调制,在05 W平均抽运功率条件下得到了消光比22 dB,脉宽为5 关键词： 光纤参量放大 四波混频 光脉冲源 频率啁啾     

Flat and ultra-broadband two-pump fiber optical parametric amplifiers based on photonic crystal fibers

A two-pump fiber optical parametric amplifier (FOPA) based on the photonic crystal fiber (PCF) in the telecommunication region is investigated numerically. The fiber loss and pump depletion are considered. The influences of the fiber length, input signal power, input pump power, and the center pump wavelength on the gain bandwidth, flatness, and peak gain are discussed. The 6-wave model-based analysis of two-pump FOPA is also achieved and compared with that based on the 4-wave model; furthermore, the gain properties of the FOPA based on the 6-wave model are optimized and investigated. The comparison results show that the PCF-based two-pump FOPA achieves flatter and wider gain spectra with less fiber length and input pump power compared to the two-pump FOPA based on the normal highly nonlinear fiber, where the obtained results show the great potential of the FOPA for the optical communication system.     

40 Gbit/s all-optical clock recovery based on the injection mode-locked fiber ring laser

All-optical clock recovery is a key technology in all-optical 3R (Re-timing, Re-shaping, Re-amplifying) regeneration. In this paper, we demonstrate an all-optical clock recovery circuit based on injection mode-locked fiber laser. We have successfully extracted 40 GHz optical clock pulse from 40 Gb/s pseudorandom signal. Before the injected signal goes into the ring cavity, we make it pass a Mach–Zender interferometer (MZI) firstly. And thereby the clock component in the injected signal has been increased relatively, which is benefit to the clock recovery. We obtain firstly 10 GHz clock signal with perfect waveform from 10 Gb/s pseudorandom data stream, and then we extract 40 GHz clock signal from 40 Gb/s pseudorandom signal.     

Optimized design of two-pump fiber optical parametric amplifier and its noise characteristics

In the paper, based on the pump depleted model of two-pump fiber optical parametric amplifier (FOPA), the simulations are done to indicate the effect of amplifier parameters on gain characteristics, such as the input signal power, the wavelength separation between the two pumps, the fiber length, the nonlinear coefficient and the fourth-order dispersion of fiber. By optimizing the amplifier parameters, when FOPA attains low gain-saturation, the FOPA has a higher gain, a broader flat gain bandwidth and a lower noise figure. However, with the enhancement of gain-saturation the parametric gain decreases, the flat gain bandwidth becomes narrow and the noise figure also increases.     

影响光纤参量振荡器全光时钟提取性能的因素分析

实验考察了输入光信号调制速率、泵浦功率、偏振态以及光纤参量振荡器（FOPO）环形腔内光纤长度、光偏振旋转等因素对FOPO提取的时钟信号相位抖动和幅度噪声的影响。实验表明,在光时钟信号相位抖动均方值（RMS）为0.025 UI的容限内,基于FOPO的全光时钟提取方案对这些变化因素的承受能力分别为:8.2 kHz的输入信号调制速率变化、5 dB的泵浦光功率变化、20泵浦信号方位角变化、2 mm的腔内光纤长度变化以及14的腔内信号方位角变化。这为进一步提高基于FOPO全光时钟提取性能提供了重要实验依据。     

基于半导体光放大器和受激布里渊散射的全光非归零码时钟提取

利用半导体光放大器(SOA)的增益饱和特性、自相位调制(SPM)效应和啁啾光纤光栅(CFBG)的滤波和啁啾特性共同作用实现了10 Gbit/s非归零码(NRZ)信号的时钟分量增强。经过该结构的非归零光谱的时钟分量增强后,其时钟数据抑制比提高了12.9 dB。时钟分量增强后的信号经基于受激布里渊效应(SBS)的时钟提取结构后实现了对非归零信号的全光时钟提取。这种新型非归零全光时钟提取结构具有对数据速率及数据格式透明,低抖动,不受码型效应的影响等优点。