40 Gb/s超短光脉冲序列的四相编解码实验研究

采用3码片的超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)作为编/解码器,该编/解码器光栅包含3段子光栅(空间码片),在相邻的空间码片的边界处存在离散的四相相移(0,π/2,π,3π/2)。利用四相编解码所具有的良好自相关和互相关特性,成功实现了单信道速率高达40 Gb/s,码片速率高达240 Gchip/s的全光编解码实验。据我们所知,这是利用光纤布拉格光栅作为编/解码器的全光码分复用(OCDM)系统所达到的最高单信道传输速率。理论计算和实验结果表明了利用超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)实现多相高速全光编解码的可行性。这样高速的全光编解码可以应用于光码分复用系统和分组交换网络。     

基于超结构光纤光栅和非线性放大环镜的OCDM系统

实验研究了基于超结构光纤布喇格光栅的40 Gbit/s×2的光码分复用系统,利用非线性放大环镜对系统解码输出脉冲进行了整形和噪音抑制.在非线性放大环镜非线性开关特性的作用下,解码输出脉冲的宽度由7.7 ps压缩至3.6 ps,干扰噪音得到了有效地抑制,实验中环镜的输入功率约为6 mW.结果表明,采用非线性放大环镜能够提高超结构光纤光栅光码分复用系统的性能,这种有效抑制噪音的高速全光编解码还可以应用于光标签交换网络.     

利用非线性光纤环镜160Gb/s到10Gb/s解时分复用

研究了160 Gb/s光时分复用(OTDM)系统的解复用技术.针对160 Gb/s速率的特点,对高非线性光纤(HNLF)的光纤环镜(NOLM)特性及解复用进行了数值仿真.计算了低信号光时间抖动下解复用误码特性对时钟与信号的走离及时钟功率的依赖关系.计算了三种走离值消光比随时钟功率增加的变化趋势并给出:存在一个能获得最大的解复用窗口消光比、并能降低相邻信道串扰的合适的时钟功率范围.利用自制的基于电吸收调制器和压缩技术的超短光脉冲源建立了160 Gb/s OTDM实验系统,测量了不同信号光功率下NOLM的消光比,它基本不随信号增大而变化,在信号功率为7.3 dBm时仍大于23 dB.利用上述装置实现了无误码的160 Gb/s到10 Gb/s全光解复用.     

基于偏振干涉的光纤光栅传感解调方法

提出了一种新型的应用于光纤布拉格光栅传感器的波长移动探测方案.研究基于保偏光纤的光纤环镜结构并建立理论模型,分析其输入光波长和输出光功率分配特性并进行数值仿真和实验验证.结果证明该装置结构简单、稳定性好、检测精度高且可通过调整光纤环镜参数调节测量范围和精度.在大于１ nm解调范围内,波长平均解调精度小于1 pm. 关键词： 传感解调 偏振干涉 光纤环镜     

基于重构等效啁啾制作光纤光栅编解码器的光码分多址系统实现

在光码分多址(OCDMA)系统中，光纤布拉格光栅(FBG)编解码器是极具竞争力的核心器件，满足光接入网低成本、高性能的要求. 将重构等效啁啾 (REC) 技术制作的FBG作为编解码器运用于OCDMA系统. 实验采用一对511个码片、编码速率为6.4×10⁹/s的FBG编解码器，在编码匹配的情况下能恢复出输入信号，与编码非匹配的情况相比获得了8 dB的功率增益.这为REC技术制作的编解码光栅在OCDMA系统中的应用提供了实验依据. 关键词： 光纤布拉格光栅 光码分多址 重构等效啁啾 编解码器     

4×10 Gb/s 412 km密集波分复用光纤光栅色散补偿的实验

研制了一种多波长啁啾光纤布拉格 (Bragg)光栅 ,波长、波长间隔符合ITU T标准 ,利用这种多波长啁啾光栅可以同时对多信道波长进行色散补偿 ,光栅的每个波长补偿范围满足ITU T对应信道波长波动的要求 ,并进行了 4× 10Gb/s、4 12km波分复用色散补偿实验 ,实验结果比色散补偿光纤模块要好 ,无误码功率代价都小于 2dB。     

集成光学波导光栅研究进展

报道了20世纪80年代以来,研究组在集成光学波导光栅研究领域的主要工作及研究成果。其中包括集成光学波导光栅的制备研究;若干非线性波导光栅器件研究;高效体相位全息布拉格光栅-光导板的耦合互连;单片集成波导光栅波分复用等。这些研究工作为光通信、光计算、光传感和光学信息处理等应用领域提供小型化、低功耗、超快速全光型器件奠定了技术基础。     

低功耗非线性光纤光栅全光开关

全光开关是未来全光通信和光计算机的关键器件.已经研究过的全光开关的种类很多,其中光纤光栅全光开关最容易与光纤系统匹配.文章首先陈述两种基于普通石英光纤的单光栅全光开关,即光纤布拉格光栅(FBG)全光开关和长周期光纤光栅(LPFG)全光开关,这两种低非线性的光开关要求千瓦量级的高开关功率,故不宜应用;然后重点介绍两种高非线性的光纤光栅全光开关,它们分别由单个高非线性FBG和用高非线性光纤连接的LPFG对构成.文章所介绍的非线性光纤材料是以掺稀土石英光纤为例.这两种高非线性的光纤光栅全光开关具有毫瓦量级的低开关功率,有可能获得实际应用.     

实现20Gbit/s的OTDM孤子信号56km色散位移光纤的传输

在国内最先采用孤子的方式将8×2.5Gb/s的OTDM信号在色散位移光纤中传输了56.1km,对8×2.5Gb/s的OTDM进行解复用后进行了误码测量,系统功率代价为2.9dB.系统采用增益开关半导体激光器作光孤子源,高Q电滤波方式提取时钟,非线性光学环路镜解复用。孤子脉冲最大半宽度为20ps,传输光纤平均色散1.2ps/nm/km。     

基于光电反馈环单元时钟提取与解复用的160Gb/s OTDM信号100km传输

提出了一种能够同时对高速光时分复用技术信号解复用与时钟提取的光电反馈环单元.在接收端,采用光电反馈环单元,信号单次通过即可同时完成160Gb/s到10Gb/s的解复用与时钟提取:两级电吸收调制器级联工作方式缩减了采样窗口宽度,满足了解复用小于6.25ps超窄采样窗口的要求;而闭合环路的锁相同步工作方式,使所提取的时钟信号抖动(JitterRMS)由2.4ps降至450fs.基于该结构,实验上成功实现了无误码的100km160Gb/s光时分复用技术传输及传输后无误码地解复用与时钟提取,功率代价小于3dB.     

高速OCDM系统中的全光阈值技术分析

分析了高速OCDM系统中基于非线性光学环境(NOLM)和非线性放大(NALM)环境的全光阈值技术。考虑了NOLM环境输入脉冲峰值功率对其阈值判决功能的影响,数值模拟了由高非线性光纤构成的NOLM和NALM环境的脉冲整形和旁瓣抑制功能,并和实验结果进行了比较。结果表明基于NOLM和NALM环境的全光阈值技术都能有效地抑制40 Gbit/s的OCDM系统中的干扰噪声,最优的NOLM环境的脉冲峰值输入功率为2 W,而NALM环境只需要mW量级的脉冲峰值输入功率即能够更好地抑制干扰噪声。     

利用非线性光学环路镜实现多个波长的同时变换

利用非线性光不路镜（ＮＯＬＭ）成功地实现了多个波长的同时变换,最大波长变换间距大于２５ｎｍ。实验系统中采用增益开关分布反馈半导体激光器（ＧＳ ＤＦＢ－ＬＤ）产生的超短光脉冲作为控制光,频谱分割法得到多波长激光作为信号光。改变控制光的输入功率或非线性光学环路镜中的偏振控制器的偏振方向能够改变不同变换波长信号的性能。     

基于SOA和NOLM的光脉冲放大与压缩的设计模型

设计了一种基于半导体光放大器(SOA)和非线性光学环镜(NOLM)的光脉冲放大与压缩的模型。数值研究结果表明:在NOLM中,当调节合适的控制脉冲的输入和初始时延时,具有较低峰值功率、宽度为几十皮秒的高斯信号脉冲经此模型放大压缩后,可以得到脉冲峰值增益高、脉冲宽度窄以及基本无基座的高质量超短信号光脉冲。     

反向交叉相位调制对NOLM开关特性影响

提出了NOLM中反向信号脉冲与控制脉冲耦合方程,研究了正、反向信号脉冲在传输过程中共同作用的非线性相移,分析了高斯脉冲和NRZ码在此情况下的开关特性,得到了有反向交叉相位调制时的第一最佳解复用长度、开关窗口和输出信号波形等对实际应用有价值的数据和波形.     

An all optical method of implementing a wavelength encoded simultaneous binary full adder-full subtractor unit exploiting nonlinear polarization rotation in semiconductor optical amplifier

Full adders and full subtractors are the basic circuit elements of any digital data processor in electronics as well as in the all optical domain. Again the wavelength dependent encoding/decoding techniques have established itself as a very promising and efficient tool having some inherent and unique advantages relative to the other well known intensity or polarization or phase dependent optical data encoding mechanisms. In this communication, the authors therefore propose a new scheme of implementing a wavelength encoded complete binary full adder-full subtractor unit in the all optical domain using the wavelength conversion by the nonlinear polarization rotation in a single semiconductor optical amplifier. The interacting signals are counter propagating in the semiconductor optical amplifier and hence can be set at the same wavelength. To realize the binary logic wavelength dependent encoding/decoding mechanism is exploited in our proposed scheme of full adder-full subtractor unit. Also the optical add/drop multiplexing employing the special filtering property of the semiconductor optical amplifier is utilized for the designing of the all optical system.     

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。     

NRZ to Manchester code conversion based on nonlinear optical fiber loop mirror

An approach to convert NRZ signal to Manchester code at 20 Gbit/s based on nonlinear optical fiber loop mirror (NOLM) is demonstrated. Using 20 Gbit/s NRZ data and optical clock as external pumps of the NOLM, the conversion of NRZ to Manchester code is successfully realized. The eye diagrams, waveforms and optical spectra are presented. We investigated the extinction ratio (ER) penalty (5 dB) to evaluate the system performance and analyzed the method to improve it. The proposed scheme is potential for applications in future networks.     

一种基于非线性光纤环镜开关特性的超短光孤子产生方法

提出了一种利用非线性光纤环镜的开关特性将连续波同时转化为亮孤子和暗孤子的新方法 ,即让连续波和另一波长的调制脉冲串共同耦合入光纤环镜 ,交叉相位调制使得一部分连续波被环镜透射 ,其余部分被反射 ;再让透射波和反射波分别在反常色散光纤和正常色散光纤中传输 ,自相位调制和群速度色散之间的相互作用使得透射波和反射波分别演化为亮、暗孤子。数值计算表明 ,该方法不仅可产生脉宽比调制脉冲窄、重复频率比调制脉冲高的亮孤子和暗孤子 ,而且几乎可将全部的连续波能量转化为孤子能量。