对光栅光阀(GLV)器件进行数值分析及其在DGE上的应用

作为一种新颖的MEMS器件,光栅光阀(GLV)被应用于高清晰数字电视和光通信的动态增益均衡(DGE)上,使用角度谱方法分析了这种光调制器的衰减机理,并对其仿真,得到了输入光衰减的曲线。在长距离传输过程中,由于多个EDFA级联产生的非线性,提出了对增益进行动态均衡的要求。基于GLV可以集成为一维阵列的特点,提出了基于这种光调制器的动态增益均衡器的结构,并进行了4路输入光信号的功率均衡实验,在实验中,输出的光功率可以衰减10dB以上,纹波可以控制在0.5dB以内。     

L-band EDFA性能与增益光纤长度关系的分析

分析和模拟L_band EDFA的增益特性对其优化设计和实验有着重要的意义。基于Giles模型,数值模拟了L_band EDFA中的信号光、泵浦光和放大自发辐射(ASE)在一定泵浦功率下与铒光纤长度的关系;分析了L_band EDFA本征增益平坦的产生机理;数值模拟了小信号增益平坦特性。结果表明,在一定的泵浦功率下,如果在所选择的L_bandEDFA中铒光纤长度合适,则不需要任何平坦化处理就可以得到比较平坦的增益谱线。     

L-Band掺铒光纤放大器的优化设计

提出了泵浦分配两段级联,并利用前向ASE推动下一级EDF工作的L-Band放大器的新结构.基于Giles模型并考虑了ASE噪声的影响,运用数值模拟算法系统分析了泵浦光功率分配和铒光纤分配比例对这种EDFA性能的影响.最后优化得到高增益且增益谱平坦的L-Band EDFA,其在输入信号光功率为-20 dBm时,在1571～1608 nm范围内,增益值高达35 dB,增益偏差小于1 dB.     

带光隔离器的掺铒光纤放大器性能分析

本文通过速率方程对带光隔离器的掺铒光纤放大器(EDFA)的性能进行了理论分析.由于光隔离器有效地抑制了反向传输的放大自发幅射(ASE),从而改善了掺铒光纤放大器的增益、噪音系数和输出功率等性能,分析结果表明光隔离器加在最佳位置时,可使小信号增益提高约5dB,噪音系数降低约1.6dB.     

低噪声、高增益的L -band EDFA的实验研究

针对传统的L-band EDFA的工作效率低,提出了一种基于单根光纤光栅、泵浦分配、两段级联的EDFA的新结构,其中的光纤光栅用来反射无用的后向C-band ASE.系统地研究了泵浦比例和光纤光栅波长对增益噪声指数的影响关系.最后经实验验证,得到了低噪声、高增益的L-band的EDFA.其在输入信号光（1570 nm）功率为-30 dBm及泵浦功率为70 mW时,增益为22.26 dB,增益噪声指数为4.96 dB.     

受扰陆上级联掺铒光纤放大器系统的特性分析

通过引入描述扰动程度的参数X和描述掺饵光纤放大器(EDFA)饱和特性陡度的参数T,本文推出了一个归一化的EDFA增益表达式,并据此对系统受扰后的信号恢复特性和误码率变化进行了分析。结果表明：对EDFA饱和程度较浅的陆上光纤通信系统,出现小于1dB(X≥0.8)的微扰时,光功率经一级EDFA即可恢复其原值的90%;系统经3dB扰动(X=0.5)后,光功率(信号和噪音功率之和)经过三级EDFA方能恢复到原值的90%,但系统误码率(BER)的恶化则在两个量级以上,且随着扰动开始点的后移而更加恶化。这说明为保证系统受扰后能正常工作,其光信噪比应有相当大的裕量。EDFA饱和越浅,系统受扰动的影响就越严重。     

抽运方案对L波段双通掺铒光纤放大器增益特性的影响

对正向和反向抽运的L波段双通掺铒光纤放大器(EDFA)的增益改善机制进行了实验研究,比较了两种抽运方案在不同掺铒光纤(EDF)长度下的增益改善效果。结果表明,两种抽运方案的增益改善机制不同,正向抽运方案时EDF中粒子数反转度沿纵向的分布有利于信号光功率在输入输出端附近的放大,进而对抽运输入端附近的放大的自发辐射(ASE)有抑制作用;反向抽运方案则利用抽运输入端附近产生的后向C波段ASE作为辅助抽运源。反向抽运时,因反射端ASE功率过大导致了ASE引起的增益自饱和效应,使得当EDF长度较短时,其增益改善效果比正向抽运方案稍差;正向抽运方案则在EDF长度较长时出现抽运不足问题,并使得输入信号光功率较低时的增益特性变差。     

铒纤长度对EDFA增益斜率影响的实验研究和数值模拟

基于掺铒光纤放大器(EDFA)的增益斜率随着铒纤(EDF)长度变化的实验现象,对EDFA的增益斜率进行了分析,研究了不同EDF长度对EDFA的增益斜率的影响,从理论上对实验现象进行了解释。然后用OptiSystem模拟不同EDF长度下的EDFA增益谱,与实验室增益斜率数据相一致,得出了用EDF的长度来控制EDFA增益斜率的方法。     

输出功率动态均衡的WDM模块的分析与研制

研究了以MEMS衰减器为核心的节点光功率均衡方案,在此基础上,研制出了输出功率动态均衡的WDM模块。并对模块进行了测试,其主要性能指标都达到了设计要求。适合在光通信系统评估、WDM系统功率均衡等场合使用。     

纤维光学 光纤器件

TN253 2005053635 增益可控的小型化掺铒光纤放大器的研制=Development of gain controllable miniature Er-doped fiber amplifier[刊, 中]／魏敦楷(复旦大学通信工程系．上海(200433)),沈俊 …∥半导体光电．-2005,26(1)．-22-25,29 介绍了一种利用980 nm泵浦源、两段式光路结构设 计和实现的增益可控的小型化掺铒光纤放大器(EDFA)的 方法。首先应用谱求解的方法对EDFA的理论模型进行 了研究,基于该模型对两段式EDFA进行优化,优化设计 后的EDFA的增益比单段式结构提高了1．9 dB,反向自发 辐射噪声也得到了抑制。给出了小型化EDFA系统设计 框图和主要温控电路结构,对EDFA系统的泵浦源工作状 态、增益及光信噪比等参数进行了测量,得到了与理论建 模相符合的结果。图9参7(严寒)     

动态Allan方差的理论改进及其应用研究

动态Allan方差(DAVAR)法是一种分析非平稳性信号的有效工具,但在辨识噪声时存在功率泄漏和定量表示单一的缺陷.为此,提出窗函数组合法和噪声量值的二维表示法对其加以改进,用于分析和定量描述光纤陀螺动态误差中的各种噪声项.窗函数组合法在光纤陀螺动态误差分解的基础上采用矩形窗和汉宁窗分别对其中的中低频噪声和高频噪声进行...     

一种40Gb/s单信道光纤通信系统中的动态色度色散补偿

提出了一种用于40 Gb/s单信道光纤通信系统中的动态色度色散(CD)补偿技术。采用2×2光开关,色散补偿光纤(DCF)等器件构成可调节色度色散补偿器;提取中心频率为12GHz的窄带电功率信号作为反馈信号控制可调节色度色散补偿器,提取的窄带电功率值随系统中的累积色度色散值的增大而减小。实验证明,整个补偿系统的最长响应时间为0.7 s;补偿范围和补偿精度分别为81.55 ps/nm和5.28 ps/nm,通过增加光开关的数量和缩短每段色散补偿光纤的长度可以进一步提高补偿范围和精度。通过对比补偿前后系统的眼图可以看出:该系统能有效地补偿40 Gb/s光纤通信系统中动态变化的色度色散。     

基于低采样率模数转换器的延时复用频分多址无源光网络

基于正交频分复用技术的无源光网络中,光网络单元为了获得其所属小部分下行数据,需高采样率模数转换器将所有频宽的信号恢复才能分出其所需要数据.同时正交频分信号峰均比很高,传输中容易引起非线性效应.为此,本文提出一种基于低采样模数转换器的延时复用频分多址无源光网络.在光线路终端将数据序列交错排序并在时域映射为正交幅度调制信号;再通过离散傅里叶变换扩频技术,将信号转换为频域信号并映射到子载波上.通过预先发送和回传训练信号,估测包括延时采样和低采样接收在内的信道频响;再将频域信号利用估测信息在光线路终端做预处理,从而使信号传输中的失真得到有效预补偿.本文实验演示了含有多个光网络单元的系统,对于含有M个光网络单元的无源光网络,模数转换器的采样率可以降低到1/M Nyquist采样率,实验中模数转换器的采样率可以降低到1/32 Nyquist采样率;由于下行信号通过光线路终端预处理实现失真预补偿,光网络单元接收到的信号不需要均衡,不需要傅里叶变换和傅里叶逆变换,避免了与之对应的相关计算量,降低了光网络单元的计算复杂度;由于使用了扩频技术,信号波形具有更低的峰均比,从而降低了非线性对信号的影响,增加了功率预算.此外,随着光网络单元的增加,信号的误码率几乎没有增加,光网络单元个数增加到32时,向前纠错极限为10~(-3)的功率代价小于0.5 dB;系统对光网络单元采样时刻偏离具有一定容限;25 km光纤传输的功率代价大约0.5 dB.理论和实验均证明本方案能够简化光网络单元,降低无源光网络的成本;与传统的无源光网络相比具有明显优势.     

一种有源型光纤水听器原理与实验分析

分析了一种有源型光纤水听器的水声传感原理,在一段掺铒光纤中写入具有π相移的光纤光栅构成光纤激光器,水声压力作用在激光器上引起激光波长的移位,采用干涉法检测出波长移位引起的相位变化即得到声压的信息.水声探测实验表明,有源型光纤水听器的声压灵敏度为-166.5 dB(参考值1 rad/μPa).将不同工作波长的四元光纤水听器串接于一根光纤内组成水听器阵列,使用带通波分复用器将阵列发出的激光分离至各独立通道后检测出相应的声压信号,测得水听器之间的级串扰小于-60 dB,且单元水听器水声响应的动态范围不受影响.     

An effective numerical method for gain profile optimizations of multi pumped fiber Raman amplifiers

In this paper, we have solved propagation equations of multi-pump fiber Raman amplifier using Runge–Kutta (RK 4th order) numerical method and pump power evolutions along with the fiber length. They are used to calculate the net gain and gain ripple by varying the input signals powers for different fiber lengths. The pump powers are optimized by genetic algorithm and resulting net gain and gain ripple are reported graphically as well as in tabular form. The optimum minimum gain ripple is 0.26 dB for 1 mW input signal powers for 50 km fiber length. By increasing the fiber length gain ripple increases to 0.5 dB for 0.1 mW input signal power. In comparison to other methods reported in the literature, our method is simple to implement and efficient for numerical design of Raman amplification in optical communication systems.     

变压器油中多组分气体高精度在线检测研究

针对多组分气体测量精度低、交叉影响等问题,建立了一种高精度多气体网络式在线检测系统。系统中采用窄线宽激光器作为光源,设计了新型长光程气室,通过单一高频三角信号调制激光光谱,利用谐波检测技术和光学时分、空分复用技术相结合,实现了三种气体(CO,CH₄,C₂H₂)的同时多点高精度在线测量。实验结果表明,多气体浓度测量最大相对误差小于4%,每种气体响应时间均小于15 s。该系统多气体检测精度高、响应时间快,非常适合用于变压器绝缘油中多组分气体实时在线检测。     

多路音频信号的数字化光纤传输系统

在信息传输的各个领域中，光纤作为传输信号媒介的应用得以迅速发展。光纤的音频多路数字化传输也是光纤领域目前开发的热点课题之一，它充分利用光纤本身所具有的各种特点，使音频信号的传输更有效、更可靠。本文利用串行信号的时分复用技术，完成了多路音频数字化信号的光纤传输。提出信号传输中,数据信号和控制信号的复用及解复用解决方法。     

The system of L-band 2×10 Gb/s WDM transmission over conventional single mode fibre with 600 km by chirped fibre Bragg gratings dispersion compensation

A chirped fibre Bragg grating according to ITU-T suggested L-band (2nd channel $\lambda _{1}=1570.83$~nm; 80th channel $\lambda _{2}=1603.57$ nm) with more than 1800 ps/nm single channel dispersion compensation is presented in this paper, of which the cladding mode loss, the delay curve ripple and the power fluctuation of the reflected spectrum are less than 0.5 dB, 50 ps and 0.25 dB, respectively. With this new FBG as dispersion compensation device, a $2\times 10$ Gb/s wavelength division multiplexing (WDM) L-band transmission of 600 km based on conventional single mode fibre (G.652 fibre) is performed without forward error correction. The bit error rate (BER) is less than 10$^{ - 12}$ and the power penalties of the 2{nd} and 80{th} channel of L-band are 1.8~dB and 2.0~dB, respectively.     

光纤瞬态高温传感器及动态测试系统

为了解决特殊环境下的瞬态高温测量, 设计了一种基于黑体辐射的光纤高温传感器及动态测试系统。根据辐射测温的基本原理, 结合光纤传感技术, 采用了“接触-非接触”测量方法和光纤光栅窄带滤波技术, 提高了测量精度, 减小了背景光的影响。由于瞬态温度随时间变化快, 动态误差大, 探索了一种利用大功率高频CO2激光器作为激励源, 用激光脉冲加热被校传感器。用测得的温度信号对被校传感器进行可溯源高温动态校准的新方案。实验结果表明, 系统测温范围为800～2000 ℃, 并具有精度高, 响应快, 抗电磁干扰, 性能稳定的特点, 解决了热电偶响应速度慢, 寿命短的缺陷, 为冶金、石油、化工、武器研制等领域的瞬态高温测量提供了一种新的测试手段。