基于半导体光放大器的环路型全光缓存器中功率均衡的新方法

全光缓存器能够在光域内对数据包进行存储而不需经过光电光的变换,成为全光网的重要组成部分,其性能的优劣将直接影响到网络的丢包率等。但在半导体光放大器中交叉增益调制和交叉相位调制效应并存,导致基于半导体光放大器的环路型全光缓存器中缓存后输出的数据包与未缓存数据包的输出功率间存在不均衡,使得网络误码率增加。在详细分析全光缓存器工作原理的基础上,利用半导体光放大器中交叉增益调制和交叉相位调制并存的现象,巧妙地提出了将控制脉冲反相并配合电可调衰减器的新方法。该方法简单易行,有效解决了此类全光缓存器中数据包输出功率不均衡的难题,缓存器性能得到了极大改善。此方法适用于所有基于半导体光放大器的环路型全光缓存器。     

基于半导体光放大器偏振旋转的全光缓存器

全光缓存器可实现数据包在光域内的缓存,是全光路由、伞光计算以及全光交换的关键部件之一.提出了一种基于半导体光放大器(SOA)中非线性偏振旋转(PR)的光纤环型全光缓仃器结构;提出了一种利用偏振主态(PSP)寻找两个正交线偏振态以及在线实时测量光纤中偏振态的方法.通过改变SOA的注入电流,实现了对两个正交偏振态转化的控制,利用这两个正交的线偏振态,实现了信号的"写"人和"读"出.利用该结构的缓存器,实现了2.5 Gb/s的1024 bits数据包6圈的缓存.缓存后的信号波形良好.     

双波长数据包并行缓存

以半导体光放大器为非线性元件的双环耦合全光缓存器(DLOB)为基础,实现了速率为2.5 Gb/s双波长数据的并行缓存.不同波长光信号合成后的功率随机波动,导致由半导体光放大器交叉相位调制产生的相位差随机波动.在考虑吸收损耗的情况下,对常用的半导体光放大器增益特性曲线进行了修正并与实测值拟合,得到了更为准确的增益特性曲线.在此基础上进行了理论分析,提出了通过调节控制光功率到最佳点以便减小相位差波动的方法.     

半导体光放大器引起的光控器件中的信号损伤分析

在双环耦合全光缓存器的基础上分析了全光分组交换网络中以半导体光放大器（SOA）为相移器件的反馈型全光缓存器输出的信号损伤,包括SOA的非线性及载流子恢复时间限制引起的脉冲畸变与连续码流中的图样失真和SOA的自发辐射噪声累积引起的信噪比恶化及缓存器结构引起的“漏光”问题.理论分析及实验结果表明,在采用反相控制并注入高功率控制光的情况下,脉冲畸变与图样失真被抑制,由信噪比恶化及漏光决定的光分组的缓存圈数被限制在20—30圈.得到的结果对基于SOA的光缓存器及逻辑器件同样具有借鉴作用. 关键词： 全光分组交换 全光缓存器 信号损伤 半导体光放大器的噪声分析     

基于半导体光放大器的光控器件中控制光的性能分析

在O-RPR(optical resitient packet ring)光弹性分组环的基础上分析了在双环耦合全光缓存器这一基于半导体光放大器(SOA)的光控器件中要顺利实现数据的读写控制对光控制层功率提出的要求及其影响因素，讨论了由于信号光脉冲形状不是理想方波而造成的啁啾及脉冲压缩现象，分析了控制光功率波动及其信噪比对输出数据造成的影响. 得到的结论对其他基于SOA的光控器件同样具有借鉴意义. 关键词： O-RPR光弹性分组环 基于SOA的光控器件 双环耦合全光缓存器 控制层光功率     

基于半导体光放大器中非线性偏振旋转效应单一光缓存环全光时隙交换处理能力研究

对基于半导体光放大器(SOA)中非线性偏振旋转效应(NPR)效应的单一光缓存环多数据包的全光时隙交换(TSI)处理能力进行了理论和实验研究,在使用归纳法导出单一缓存环实现多数据包全光时隙(TSI)必要条件的基础上,针对各种全光TSI操作要求得出了相应光数据包的调度方案,在实验上,以基于SOA中NPR效应的单一光缓存环实验系统,开展了多数据包全光TSI操作的实验研究,根据上述光数据包理论调度方案进行相应系统参数设定,进行了速率为10 Gb/s的3个和4个数据包的全光TSI实验,实验结果与理论预期相符合,研究成果为减少昂贵SOA元件的用量、简化基于光缓存环全光TSI系统的结构提供了可靠依据,对推进全光TSI技术的发展具有重要意义。     

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。     

新型全光逻辑与门的理论和实验研究

提出一种基于级联单端半导体光放大器（SOA）中交叉增益调制效应的新型全光逻辑与门， 建立了该方案的理论模型，数值模拟和实验实现了10Gb/s的全光逻辑与运算功能，分析了逻辑与运算结果与输入信号功率和消光比之间的关系，理论分析结果与实验结果相符合. 关键词： 半导体光放大器 交叉增益调制 全光逻辑与门     

第九讲光速减慢和光缓存技术

高速光信号的存储是光信息科学的重要分支,全光缓存器是当今高速光信号处理的瓶颈.本文介绍了全光缓存器的研究进展,着重介绍了光速减慢的原理、物理基础, 以及在半导体量子点中利用电磁诱导透明效应发展全光缓存器的思路.     

基于SOA全光偏振调制的双信道光传输系统的仿真与分析

仿真并分析了基于半导体光放大器全光偏振调制的双信道光传输系统模型.该系统分别利用两级半导体光放大器的交叉偏振调制效应(XPolM),将两路独立的强度调制的抽运光变换到一路探测光的两个正交的偏振态上,实现双通道偏振复用的全光数据传输.首先对单个半导体光放大器的动力学过程进行了理论分析,数值计算了具有不同抽运光功率的半导体光放大器对探测光偏振态的影响,进而对双半导体光放大器偏振复用系统的调制/解调原理进行了分析,模拟仿真了双半导体光放大器的双通路偏振复用的调制及解调过程,仿真结果与实验结果相符.     

Demonstration and characterisation of a non-inverting all-optical read/write regenerative memory

An all-optical regenerative memory device using a single loop mirror and a semiconductor optical amplifier is experimentally demonstrated. This configuration has potential for a low power all-optical stable memory device with non-inverting characteristics where packets are stored by continuously injecting the regenerated data back into the loop.     

All-optical NOT and XOR logic operation at 2.5 Gb／s based on semiconductor optical amplifier loop mirror

All-optical XOR and NOT logic operations based on semiconductor optical amplifier loop mirror (SLALOM) aresimultaneously demonstrated theoretically and experimentally. Based on a segmented semiconductor optical amplifier model, the all-optical logic operation process is simulated theoretically. In an experimental study, 2.5 Gb/s all-optical XOR operation was achieved in the output port of SLALOM, while all-optical NOT operation was achieved in the input port through a circulator at the same time.     

Cutting-Edge Technologies on Broadband and Scalable Photonic-Network—Packet switched networks based on all-optical label processing—

Ultra-high speed all-optical label processing methods are proposed and experimentally demonstrated. These methods dramatically increase the label processing capability. Optical packet switch (OPS) systems and networks based on OPS nodes are expressed as an application of optical processing technologies. First, the 40 Gbit/s/port OPS prototype with all-optical label processor, optical switch, optical buffer, and electronic scheduler is described. The feasibility of OPS networks is verified by experimental demonstrations.     

Single SOA based all-optical adder assisted by optical bandpass filter: Theoretical analysis and performance optimization

A simple and compact configuration of all-optical adders implemented with a single semiconductor optical amplifier (SOA) and optical bandpass filter (OBF) is presented in this paper. A comprehensive SOA model is put forward to investigate the output characteristics of the all-optical adders. The numerical simulation results demonstrate the influence of these key parameters, including input pulse peak power, pulsewidth, repetition rate, and OBF characteristics. Moreover some design rules are extracted for the proper selection of these parameters so as to ensure optimum performance. The obtained results confirm the feasibility of our configuration.     

10 GHz全光帧时钟提取的理论和实验研究

提出了一种新型的10 GHz全光帧时钟提取的提取方案。采用低精细度的法布里-珀罗(F-P)滤波器直接提出帧时钟,保证帧时钟的快速建立和快速消失。利用半导体光放大器(SOA)的自增益调制效应(SGM)对法布里-珀罗滤波器提取的帧时钟进行整形,降低帧时钟的幅度噪声。并推导了法布里-珀罗滤波器的精细度和半导体光放大器的自增益调制效应对帧时钟建立时间、消失时间的影响。通过理论分析表明,利用半导体光放大器的自增益调制效应可以降低帧时钟的幅度噪声并加快帧时钟建立速度。实验中,用上述方案对10.075 GHz的帧信号进行了全光帧时钟提取,得到了建立时间为8个信号周期,消失时间为22个信号周期,抖动为2.35 ps的帧时钟信号。     

High Speed Demultiplexer Based on a Three-Wavelength SLA

By using a semiconductor laser amplifier (SLA) with a three-wavelength configuration, which works as a nonlinear element in an optical loop mirror, a demultiplexer device for ultra-fast processing is presented. The simulation shows that its switching time can be less than 10 ps at the holding beam power of 1 W, therefore it has the ability of demultiplexing one bit data from 100 Gb/s Optical Time Division Multiplexing (OTDM) pulse trains at the control power of 1 W.     

High Speed Demultiplexer Based on a Three-Wavelength SLA

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＩｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅｔｔｈｅｈｉｇｈｂａｎｄｗｉｄｔｈｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｉｎｏｐｔｉｃａｌｔｉｍｅｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘ（ＯＴＤＭ）ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｓ，ｔｈｅｓｉｇｎａｌｍｕ...