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。     

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。     

基于绝热孤子压缩效应的小基座孤子脉冲研究

高重复频率超短光脉冲产生技术是高速光时分复用(OTDM)系统的关键技术之一,而一般的超短脉冲源直接产生的脉冲往往不够窄,因此必须对光脉冲进行压缩后才能满足高速光通信系统的要求。采用360 m长的色散渐减光纤(DDF),成功将从再生锁模光纤激光器(RMLFL)输出的中心波长1546 nm、重复频率10 GHz、脉宽分别为5.40 ps和4.60 ps的光脉冲,绝热压缩为脉宽为1.93 ps和1.71 ps的小基座孤子脉冲,压缩因子分别为2.80和2.69。利用这种绝热孤子压缩方法得到的光脉冲质量较好,可以用于160 Gb/s的光时分复用系统。     

亚皮秒级时间分辨率的光取样示波器实验样机

利用自行开发的高稳定、低抖动和重复频率可调的“σ”型被动锁模光纤激光器作为高性能光学取样源,与待测的80 Gb/s光脉冲信号同时输入到100 m高非线性光纤中,通过四波混频效应实现了对被测光信号的全光采样。然后利用自行开发的数字信号处理与计算机图形显示软件,精确地重现了被测试的基于RZ码型的80 Gb/s光脉冲信号波形图。同时,还利用该光学取样示波器实验样机系统对重复频率为10 GHz、脉宽为1.8 ps的商用半导体主动锁模激光器的输出波形进行测量,所显示的脉冲宽度值为2.0 ps。这表明开发出的实验样机系统的时间分辨率优于900 fs。     

利用光锁相环路实现40 Gb/s时钟恢复

提出并建立了一种新型的基于光纤四波混频效应和压控光脉冲源的光锁相环路(OPLL),用于光时分复用系统(OTDM)中的时钟恢复过程。从理论上分析了其工作原理,及各模块结构和功能。利用高非线性光纤中的四波混频效应实现全光鉴相器,有效缩短了光纤长度,减小了光纤色散引起的脉冲走离,鉴相器消光比超过30 dB。采用再生锁模光纤激光器实现压控光脉冲源,在保证脉冲质量的前提下,重复频率调节范围达到380 kHz。在40 Gb/s时钟恢复实验中,获得脉宽为7.2 ps、接近变换极限的时钟脉冲,时间抖动(RMS)为152 fs,超模抑制比大于60 dB。实验证明,输入信号幅度波动和码型效应对环路影响很小。     

基于半导体光放大器的非归零信号时钟恢复

提出了一种基于半导体光放大器加窄带光纤光栅滤波器，将非归零信号转换为伪归零信号，再把伪归零信号注入到主动锁模环行腔激光器进行时钟提取的非归零信号时钟恢复方案.利用该方案实现了10 Gb/s伪随机非归零信号的全光时钟恢复，对工作原理和结果进行了分析和讨论.实验证明该方案具有结构简单，调整容易，输出波形好的特点.     

线性光采样模拟前端研制与128Gb/s信号测试

面对100 Gb/s光纤传输系统性能监测需求,自主研制完成高速线性光采样模拟前端。其内部由1个被动锁模光纤激光器产生脉宽为2 ps、重复频率为96.25 MHz的采样光脉冲,待测偏振复用四相移键控(PDM-QPSK)信号和采样光脉冲进入光混频器后完成偏振相位分集探测,利用模拟带宽为400 MHz的平衡探测器完成光电转换后,将4路模拟信号传入主机进行数字化处理,获得高速光信号时域分析结果。通过优化设计,实现被动锁模光纤激光器的脉冲功率、中心波长、重复频率稳定输出。利用商用128 Gb/s PDM-QPSK信号对工程样机和安捷伦调制信号分析仪N4391A展开对比测试,测试结果表明工程样机可获得相同的时域参数分析结果。     

宽可调谐自起振被动锁模掺铒光纤激光器

分析了利用非线性偏振旋转效应作为等效可饱和吸收体锁模的原理,并用该方法构建起环形腔被动锁模掺铒光纤激光器,结合可调谐滤波器腔外滤波的方法实现锁模脉冲波长的连续可调谐.实验中得到自起振、平均输出功率0.313 mW,脉冲半极大全宽度(FWHM)1.5 ps,中心波长1562.3nm,重复频率13.9MHz的稳定被动锁模脉冲序列输出,滤波后输出脉冲中心波长在1553.2～1571.4 nm内连续可调,得到谱宽2.5 nm以下,脉宽小于1.8 ps的限变脉冲输出.     

光纤激光器中基于偏振控制器的脉宽可调平顶光脉冲生成技术

提出了主动锁模联合非线性偏振旋转光纤激光器中基于偏振控制器的脉宽可调平顶光脉冲生成技术.光纤激光器由主动锁模部分和一根掺Bi的高非线性光纤联合两个偏振控制器及光纤检偏器构成的非线性偏振旋转结构组成.分析了该实验装置在不同状态下的工作机制,通过调节激光器中的两个偏振控制器,实验获得了10GHz的脉宽可调平顶光脉冲,脉宽调节范围在12~19ps之间,调节激光腔中的宽带滤波器,可在不同波长处获得平顶光脉冲.实验表明:输出的平顶光脉冲性能稳定,边模抑制比为65dB,定时抖动145fs.     

基于1064nm光纤皮秒种子源的Nd:YAG再生放大器

利用Nd:YAG再生放大器,对1064 nm掺镱锁模全光纤激光器输出的皮秒脉冲进行了功率放大.研究分析了掺镱锁模全光纤激光器输出脉冲对Nd:YAG再生放大器能量提取效率的影响,通过对掺镱锁模全光纤激光器自相位调制的控制,减少了输出光谱的振荡结构,提高了掺镱锁模全光纤激光器对Nd:YAG再生放大器的能量提取效率,实现了对锁模全光纤激光器输出的中心波长1064.4 nm,3 dB光谱宽度0.35 nm、脉宽11 ps、单脉冲能量为3.2 nJ、频率为38 MHz的锁模脉冲的再生放大,得到输出重复频率为1 kHz,最大的单脉冲能量为1.3 mJ的皮秒脉冲.     

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。     

10、20、40Gb/s速率下恶化信号的光时钟提取

报道了一种全部由10GHz带宽的元件构成的、用于时钟提取的双环注入锁模光纤激光器.这种装置集光电振荡器(OEO)与注入锁模光纤激光器的优点于一体,利用它不仅从恶化的数据信号中实现了10Gb/s的位时钟提取,在采用了光电振荡器的分频、锁模光纤激光器的有理谐波锁模以及F-P梳状滤波器的频率倍乘技术以后,还从20Gb/s和40Gb/s的恶化信号中提取出了位时钟.该方案的另一个优点是无码型效应.     

40 Gbit/s非等幅编码光时分复用传输系统

4× 10Gb s非等幅编光时分复用 (OTDM)传输系统采用增益开关分布反馈式激光器 (GS DFB)产生超短光脉冲 ,通过色散补偿光纤 (DCF)和梳状色散光纤链 (CDPF)实现了脉冲的线性和非线性压缩 ;利用啁啾光纤光栅实现色散补偿 ;在接收端 ,利用电吸收调制器 (EAM)实现了光时分复用信号的解复用 ;同时采用非等幅编码方案提取帧时钟。整个系统经过 12 2km的G .6 5 2光纤传输之后 ,误码率小于 10 - 9。     

基于注入锁模激光器的40 Gb/s全光时钟提取

利用注入锁模光纤激光器进行时钟提取实验,成功地从40Gb／s伪随机码信号中提取出了40GHz时钟信号。实验中,在注入信号进入环形腔之前先通过一个马赫-曾德尔（M-z）干涉仪,提高了注入信号中时钟频谱分量的相对大小,从而有利于时钟信号的提取。首先从10Gb／s伪随机码信号中提取出波形很好的10GHz时钟信号,并在此基础上从复用后的40Gb／s伪随机码信号中提取出了40GHz时钟信号。     

Transmission of 10 GHz,3.5 ps Optical Pulses Over 100-km Standard Fiber Using Mid-span Spectral Inversion

Transmission of 3.5ps optical pulses over 100-km standard fiber was demonstrated by employing phase conjugation in a semiconductor optical amplifier to compensate the chromatic dispersion.The pulses were broadened to 5 ps after transmission,which confirms the applicability of this technique to ultra high-bit-rate system beyond 40 Gb/s.     

Transmission of 10 GHz, 3.5 ps Optical Pulses Over 100-km Standard Fiber Using Mid-span Spectral Inversion

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｔｈｅｒｅｉｓａｓｔｒｏｎｇｃｏｍｍｅｒｃｉａｌｐｒｅｓｓｕｒｅｔｏｕｐｇｒａｄｅｔｈｅｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｆｉｂｅｒｓｙｓｔｅｍｓ.Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｄｕｅｔｏｔｈｅｆａｃｔｔｈａｔｔｈｅｍａｊｏｒｉｔｙｏｆｔｈｅｗｏｒｌｄ’ｓｉｎｓｔａｌｌｅｄｆｉｂｅｒａｒｅＧ .6 52ｓｔａｎｄａｒｄｆｉｂｅｒ,ｗｈｉｃｈｈａｓａｌａｒｇｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ( 1 7ｐｓ/ｎｍ/ｋｍ )ａｔ 1 550ｎｍ ,ｃｈｒｏｍａｔｉｃｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｂｅｃｏｍｅｓｔｈｅｍａｊｏ…     

Optical 3R regeneration of 40 Gbit/s degraded data signals

A 40 Gbit/s optical 3R regenerator is proposed and demonstrated. The 3R regenerator consists of a dual-ring injection mode-locked fiber ring laser as the clock recovery module and an electroabsorption modulator (EAM) as the decision gate. The clock recovery module extracts the optical short pulse clock with low timing jitter from degraded 40 Gbit/s optical data streams, while the decision gate restores their signal quality. A numerical model describing the cross-absorption modulation effect in a bulk EAM is developed to explore the operating conditions, such as bias voltage, pump signal power. The timing jitter tolerance for the EAM optical gate is also investigated. Significantly improvement of BER is obtained from 40 Gbit/s RZ signals which are degraded by polarization mode dispersion or chromatic dispersion.