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.     

用于飞秒脉冲锁模激光器中的优化Gires-Tournois反射镜

根据飞秒脉冲锁模钛宝石激光器腔内色散补偿的要求,设定负色散镜的色散目标值,用最优化方法,设计出了负色散Gires-Toumois(G-T)反射镜,计算了光场在优化负色散G－T反射镜不同膜层内的分布,不同波长的光场分量,在优化负色散G－T反射镜内部,穿透深度不同,在720nm-900nm波长范围内,长波分量有较大的穿透深度,因而对长波分量提供较大的时间延迟,将其用于飞秒锁模钛宝石激光器中,取代传统的腔内色散补偿棱镜对,结合半导体可饱和吸收镜（SESAM）自启动锁模,在钛宝石激光器中获得了56fs脉冲。     

光子晶体光纤色散补偿特性的数值研究

利用矢量有效折射率方法对光子晶体光纤（PCF）的色散补偿特性进行了数值模拟，研究发现通过调节光子晶体光纤包层的空气穴节距或空气穴大小可以灵活地设计光子晶体光纤的色散系数D、色散斜率Dslope以及κ值，可以设计在波长1.55μm附近具有较大绝对值的正常色散和负色散斜率的色散补偿光子晶体光纤，使光通信中的普通单模光纤（G.652）或非零色散位移光纤(G.655)在1.55μm低损耗窗口得到较好的色散补偿.数值模拟和分析表明色散补偿光子晶体光纤的研制具有很大的发展潜力. 关键词： 光子晶体光纤 色散 色散斜率 色散补偿     

基于高阶色散管理和相位共轭技术的色散补偿

相位共轭技术能够同时且高效地补偿二阶色散及非线性效应，且该技术同信号比特率、调制方式无关，是最有前景的色散补偿技术之一。理论分析了在高阶色散作用下，超短高斯脉冲信号在中距相位共轭通信系统中的传输演化特性，数值模拟了在二阶、三阶和四阶色散作用下，飞秒高斯脉冲信号在基于中距相位共轭技术的光纤色散管理链中的动态传输过程。结果表明，相位共轭技术和高阶色散管理相结合，不仅可以补偿和复原包括奇数阶和偶数阶色散在内的全部色散和非线性所引入的信号失真和畸变，而且能够减弱时分复用系统中脉冲之间的相互作用，使得信号在传输一个周期后恢复波形，从而提高了相位共轭系统对失真信号的补偿性能。     

MGTI型光交错复用器的色散特性分析

基于多光束干涉和Michelson干涉的共同作用原理,设计了畸变最小,高信道隔离度,宽且平坦通带,高一致性的MGTI型50 GHz光交错复用器.由于G-T腔对光波相位的非线性调制,使该器件具有固有的相对其它同类器件大的色散,在分析器件的色散特性的基础上,提出了该类器件的色散补偿方案,经补偿后的器件能够满足实际高速系统要求.     

高色散镜的设计和制备

设计和制备了两种高色散镜,分别在780-870 nm波长范围内提供约-800 fs² 群延迟色散补偿(group-delay dispersion,GDD)和在1030-1050 nm的波长范围内提供约-2500 fs²的群延迟色散补偿.设计的高色散镜用双离子束溅射方法进行制备.从白光干涉仪的测试结果可以看出,得到的-800 fs² GDD高色散镜和设计符合得比较好;-2500 fs² GDD的高色散镜用在掺Yb光纤激光器中很好的抑制了脉冲展宽.这是制备得到的国产高色散镜及在光纤激光器中应用的首次报道. 关键词： 高色散镜 群延迟色散 色散补偿 Yb光纤激光器     

各向异性内包层对双包层光纤特性影响的分析

提出了单轴各向异性材料为内包层，且其主轴沿光纤轴线（z轴）方向的双包层光纤模型，推出了矢量模特征方程，重点研究了主轴折射率比kcl对波导色散的影响，针对从矢量模特征方程求解波导色散因表达式极为复杂而无法直接求解的困难，提出了一种求解波导色散的有效方法，研究结果发现可以在不改变光波导结构参量的条件下，通过改变kcl可有效地改变光纤的波导色散，也分析了kcl、几何参量S、光学参量R对低次模的传输和截止特性的影响。研究结果为获得更为理想的色散补偿、色散平坦光纤及设计新型无源光器件提供了重要的依据。     

双折射滤光片的色散特性研究

研究了由理想线偏振片和单轴双折射晶体波片组成的双折射滤光片倾斜放置时的二阶色散和 三阶色散特性，包括波片厚度、光线入射角和光轴旋转角的变化对二阶和三阶色散的影响. 还给出了双折射滤光片的群延迟表达式，并就色散特性与GT干涉仪进行了详细比较. 关键词： 双折射滤光片 群延迟 二阶色散 三阶色散     

低串扰的多波长光纤光栅色散补偿器

分析了光纤光栅色散补偿系统中的串扰，并比较了几种常用的多波长光纤光栅色散补偿器的串扰特性，结合串联的窄带光纤光栅和取样光纤光栅的优点，提出一种抑制光纤光栅色散补偿系统串扰的方法.它通过在邻近信道间引入随机时延差，既能改善取样光纤光栅的线性串扰特性，又能抑制交叉相位调制效应和四波混频等非线性串扰.使用该方法可以得到具有低串扰的多波长光纤光栅色散补偿器.     

腔内反射镜色散控制的、自启动的钛宝石飞秒脉冲激光器

报道了自行研制的色散补偿镜;并用此取代传统的腔内棱镜对,结合半导体可饱和吸收镜实现了腔内反射镜色散控制的,自启动的掺钛蓝宝石激光器的飞秒激光运转。     

Design of adaptive dispersion compensation and demodulation system for 40 Gbps RZ-DQPSK optical fiber communication receivers

An adaptive terminal dispersion compensation and demodulation scheme based on dual-feedback strategy for 40 Gbps return-to-zero differential quaternary phase shift keying (RZ-DQPSK) fiber communication receivers is proposed to achieve high reliability receiving performances. In the receiving system introduced in this paper we utilize both the balanced receiver feedback and framer error rate to achieve accurate RZ-DQPSK optical signal demodulation and adaptive dispersion compensation. Compared to traditional RZ-DQPSK receivers, the proposed design combines the chromatic dispersion (CD) compensation and Mach-Zehnder interferometer (MZI) adjusting and automatically estimates the dispersion compensation parameters without human intervention. And another improvement is introducing the framer error rate as feedback quantity to ensure the accuracy of CD and MZI adjusting. Finally, we present the performance of the designed receiver by showing the simulations and experiment results in actual telecommunication engineering projects.     

Performance Analysis of High-speed Optical Pulse Transmission in Dispersion-managed Nonlinear Birefringent Fiber Using Quantum Well Laser Diode Sources

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＳｉｎｃｅＣ .Ｄ .Ｐｏｏｌｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄｐｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｉｃａｌａｐｐｒｏａｃｈｔｏａｎａｌｙｚｅｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｍｏｄｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ (ＰＭＤ) [1] ,ｍａｎｙｍｏｄｅｌｓａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｏｆＰＭＤｗｅｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎＲｅｆ.[2 ].Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｍｏｓｔｏｆｔｈｅｍｆｏｃｕｓｅｄｏｎｔｈｅ ｐｕｌｓｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｆｉｄｅａｌｐｕｌｓｅｓ,ｓｕｃｈａｓｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌＧａｕｓｓｉａｎｐｕｌｓｅ ,ｓｅ…     

Performance Analysis of High-speed Optical Pulse Transmission in Dispersion-managed Nonlinear Birefringent Fiber Using Quantum Well Laser Diode Sources

This paper analyzes the high bit-rate optical pulse trasmission in single mode optical fiber with chromatic dispersion, polarization mode dispersion (small random birefringence) and nonlinearity. Numerical method employed can precisely describe their interactive effect on transmission performance. Different dispersion maps and the related performance are analysed. Various simulation results and discussion are given. The results show that chromatic dispersion compensation should be carefully designed. Appropriate dispersion management can also alleviate the effect of polarization mode dispersion.     

新型风成像干涉仪温度补偿理论研究

简述了高层大气风场被动式遥感探测的基本原理;论述了新型风成像干涉仪宽场、消色差、温度补偿理论,针对目前国际上采用的风成像干涉仪补偿方法的不足,从理论上进行了分析与讨论,给出了四层介质的优化补偿理论和方案.模拟结果表明,该补偿可完全理想地消去单色光的温差,且复色光的温差补偿要比现有的方法提高1—2个量级.该研究为设计宽场、消色差、温度补偿的新型风成像干涉仪和提高风场探测精度提供了重要的理论依据和实践指导.     

基于SOA器件的色散补偿系统

基于半导体光放大器非线性效应提出一种连续可调谐的色度色散补偿方法.利用SOA的交叉相位调制效应,对10 Gbit/s和 40 Gbit/s RZ码系统的补偿效果和补偿范围进行了仿真分析.分析结果表明,该方法在10 Gbit/s传输系统中,可以实现补偿范围为400 ps/nm的正负色散.在40 Gbit/s传输系统中,可以实现补偿范围为40 ps/nm的正负色散.在理论分析基础上,进行了10 Gbit/s传输系统下连续动态色度色散测补偿实验.实验结果表明,该方法实现了-40～60 ps/nm范围内色度色散的连续可调谐补偿.     

Dispersion compensation using mismatched multicavity etalon all-pass filter

In this paper, we propose a novel mismatched multicavity etalon (MME) all-pass filter for fixed-value dispersion compensation and dispersion slope compensation. It is a multicavity Gires-Tournois (GT) etalon filter with unequal cavity lengths between adjacent cavities. A theoretical study is presented. Analytical expressions for the group delay and chromatic dispersion are derived to allow device designs to be made. The simulation results show that nearly linear group delay or quasi-flat chromatic dispersion response can be obtained by suitably choosing the reflectances of the reflectors and the cavity mismatch length. The chromatic dispersions and the bandwidth of the quasi-flat-dispersion band can be tailored by changing the reflectances of the reflectors and the mismatched cavity length. The dispersion slope compensation can be obtained by slightly modulating the reflectances of the reflectors. Increasing the number of cavities can enhance the performance and the design flexibility of the dispersion compensator.     

长距离光纤CATV系统中色散补偿位置的研究

研究了1 550 nm长距离光纤CATV系统中由自相位调制和色散引起的组合二阶互调劣化及其补偿问题.得出了在自相位调制和色散情况下,多级掺铒光纤放大器级联的光纤CATV系统组合二阶互调指标的计算公式.在采用啁啾光栅进行色散补偿时,对该组合二阶互调计算公式进行了修正.分析结果表明,色散补偿器的位置对补偿效果具有很大影响,理论模型计算可以得出色散补偿器的最佳位置,计算结果得到了系统仿真的验证.     

光数字相干接收机中色散补偿模块设计与优化

在高速光纤通信数字相干接收系统中,色散补偿模块的结构和性能将直接决定其是否具有实用价值.设计了比传统的有限脉冲响应(FIR)滤波器结构简单的偶对称型FIR滤波器,并通过数值仿真分析了FIR滤波器长度选取对补偿效果的影响.研究结果表明,在接收端光信噪比(OSNR)代价不高于1 dB的情况下,FIR滤波器长度折衷选取为最大...     

消热差光学系统设计

引入光学材料的规化热差系数T和规化色差系数C,和到对无热差光系统设计的材料选择具有指导作用的T-C图.提出基于热差互补原理的无热差光学系统设计方法,建立了一组既消热差又消色差的方程组.给出了应用这种设计方法设计的密接三片和三分离两种结构型式的无热差系统在不同温度时的像面位移、垂轴像差和各色传递函数曲线.