阶梯分段准相位匹配结构的平坦宽带波长转换

利用龙格-库塔法分析了阶梯分段准相位匹配结构对基于差频效应的波长转换器的转换带宽、转换效率及平坦性的影响.当晶体长度不变时,增加阶梯段数,设计合理的起始段极化周期及合理的阶梯变化量,可以同时获得高平坦性、大转换带宽和高转换效率的波长转换.分析了结构参数对波长转换特性的影响.对于3cm长的晶体,在保证平坦度低于0.2dB的前提下,得到166nm的转换带宽和-0.55dB的最大转换效率.对比分析了阶梯分段结构的波长转换器与正弦啁啾光学超晶格和分段光栅结构的波长转换器的特性,结果表明阶梯分段结构与正弦啁啾光学超晶格相比在转换效率、带宽和平坦度方面都占优势;与分段光栅结构相比,转换带宽稍小,但转换效率和平坦度都更大.     

单到单和单到双信道皮秒脉冲全光波长转换的实验研究

基于周期极化反转铌酸锂（PPLN）光波导级联倍频和差频（SHG+DFG）的二阶非线性效应,提出并实验研究了皮秒脉冲的可调谐波长转换以及单信道到双信道的波长转换.信号光采用重复频率为40 GHz,脉宽为1.57 ps的脉冲信号.连续抽运光由光纤环形腔激光器（FRL）提供.不同于传统的SHG+DFG型波长转换,信号光固定在PPLN光波导倍频过程的准相位匹配（QPM）波长处,通过调节抽运光的波长实现了转换空闲光的可调谐输出.当使用两个抽运光时实验观察到了单信道到双信道的波长转换.     

基于PPLN光波导和频与差频级联型全光波长转换的研究

介绍了基于准相位匹配周期极化反转铌酸锂光波导的和频与差频(SFG DFG)级联型全光波长转换技术的基本原理.计算了SFG DFG级联型波长转换的转换效率,分析了抽运光功率以及两个抽运光之间的间距对转换效率的影响,抽运光功率越大,转换效率越高;转换效率随着间距的增大先增大后减小.单抽运调节时的抽运带宽为0.5 nm,同时对信号光脉冲还有压缩作用,压缩比是0.68.     

级联二阶非线性铌酸锂全光开关的研制

以基于准位相匹配和频与差频级联二阶非线性[X^(2)：X^(2)]基础上的全光开关的理论分析作指导,进行了周期极化铌酸锂晶体(PPLN)和退火质子交换光波导(APE)的实验制备,利用所研制的PPLN-APE器件,以自行研制的工作波长为1．54μm的被动调Q掺钴铝酸镁激光器作为控制光源,以工作波长为1．5μm的连续二极管激光器为信号光源进行了级联二阶非线性全光开关实验。当控制光峰值功率为3kw,信号光功率为1mW时,实现13％的开关效率,分析了进一步提高全光开关性能的途径。     

新型双环腔结构可调谐全光波长转换器的实验研究

利用周期性畴反转铌酸锂光波导级联和频与差频的二阶非线性效应，提出并实验验证了一种新颖的基于无源光波导双环腔结构的可调谐全光波长转换方案，实现了皮秒脉冲从信号光波长到空闲光波长的转换.采取的脉冲信号光脉宽为1.57ps，重复频率为40GHz，抽运光和控制光由双环腔激光器提供，无需任何外界注入连续光. 关键词： 全光波长转换器 双环腔 周期性畴反转铌酸锂 级联和频与差频二阶非线性效应     

三共振准相位匹配光学参量振荡器反射抽运场的正交位相压缩

利用全固化单频Nd∶YVO₄激光器抽运由periodically poled lithium niobate(PPLN)准相位匹配晶体组成的光学参量振荡器,通过调节晶体的温度,在信号模与闲置模近简并的情况下,完成了抽运场与两个亚谐波模在腔内同时共振,实现了光学参量振荡器的极低阈值运转(阈值为1.2mW);当抽运功率为阈值抽运功率的2.8倍时,观察到反射抽运光的正交位相压缩,压缩度达1.1dB.数值计算与实验结果一致     

三共振准相位匹配光学参量振荡器反射抽运场的正交位相压缩

利用全固化单频Nd∶YVO4激光器抽运由periodically poled lithium     

准相位匹配非线性切连科夫倍频与和频效应

研究了两维光学超晶格光波导中的准相位匹配切连科夫（Cerenkov）倍频与和频效应, 利用光学超晶格的不同倒格矢实现了多组准相位匹配切连科夫倍频与和频的同时输出, 从理论和实验两个方面探讨了光学微结构材料中非线性切连科夫辐射产生的机制、效应和可能的应用.     

准相位匹配非线性切连科夫倍频与和频效应

研究了两维光学超晶格光波导中的准相位匹配切连科夫(Cerenkov)倍频与和频效应,利用光学超晶格的不同倒格矢实现了多组准相位匹配切连科夫倍频与和频的同时输出,从理论和实验两个方面探讨了光学微结构材料中非线性切连科夫辐射产生的机制、效应和可能的应用.     

一种基于二阶非线性级联的新颖全光开关

利用光子流概念研究了三波混频中本征模状态的相位和光子流的变化,以及该状态对光波的初始相位和初始光子流的要求,研究了三波混频中只有光子流的交换却没有相位变化的特殊状态,提出了本征模状态推拉式非线性光环镜的全光开关,并数值计算了这种全光开关的性能,数值结果表明,该光开关的性能稳定性好,并且易于实现和控制输出信号光的光强及相位. 关键词： 二阶非线性 级联 全光开关 光子流 三波混频 非线性光环镜     

Wavelength Conversion in WDM All-Optical Networks and Analytical Models

This paper gives a brief introduction to the various wavelength conversion techniques. In order to explain the applications and benefits of the wavelength conversion techniques in WDM all-optical networks, several analytical models are studied.     

基于SOA-Sagnac干涉仪的XPM全光波长变换的研究

对基于SOA-Sagnac干涉仪的XPM个光波长变换从理论上和实验上进行了较为详细的研究。根据光路合成法求出SOA-Sagnac干涉仪的化输函数，并导出波长变换后的探测光电场表达式，并构成了一套实验系统，进行了622Mbit／s归零码光脉冲的波长变换实验，获得消光比大于10dB的波长变换范围约为43nm。     

全光波长变换器消光比特性的理论研究

半导体光放大器（SOA）是具有优良非线性效应的光子器件,在光开关、波长变换、光逻辑运算中有重要的应用。从SOA载流子的速率方程和耦合波方程出发,建立了基于SOA的交叉增益调制波长变换理论模型,并利用分段模型分析方法,对SOA的交叉增益调制波长变换的消光比特性进行了详细的研究。研究结果表明,适当增大信号光功率、减小探测光功率并选择合适的波长差和SOA长度,可以有效地提高传输信号的消光比。     

用于全光波长转换的外腔半导体激光器的注入电流选择

实验研究了注入光对光纤光栅外腔半导体激光器阈值电流的影响,给出了可同时获得高消光比和高转换速率的注入电流范围。采用载流子消耗机抽对实验结果进行了实性分析。     

基于PPLN波导中倍频与差频效应的全光波长转换

对准相位匹配的铌酸锂光波导中基于倍频与差频级联二阶非线性效应的全光波长转换进行了研究.在建立理论模型的基础上,分别对单脉冲以及序列光脉冲的波长转换过程进行了数值模拟,并对转换过程中的走离现象以及脉冲延迟进行了分析.模拟结果表明信号光与抽运光脉冲非同步输入的情况下可以克服走离效应的影响,得到更好的转换效率.另外,在抽运时钟脉冲的驱动下,输入的40 Gb/s的NRZ信号光可以转换为RZ转换光,且波形较好.     

Theoretical Study for Wavelength Conversion of Cascaded Second-Order Nonlinearity in Silica Fiber

In this paper, A novel wavelength divison multiplexing (WDM) nets is proposed by use of cascaded second-order nonlinearities (⁽²⁾:⁽²⁾) in the D-fiber grating after periodically thermal/electric-field poling, and is theoretically analyzed for the first time. The coupled mode equations of the ⁽²⁾:⁽²⁾ nonlinearities are derived, and the analytic expressions for the electric-field amplitude of converted light wave and the conversion efficiency are obtained under the small signal approximation, which are well consistent with numerical calculations. Both analytic expressions and numerical results show that, under the phase matching, is proportional to the logarithm of the square of pump light power, and the 4th power of the grating length L and the second-order nonlinearity d. The calculated results also show that and of this fiber grating can be reached over -17dB and 120nm, respectively. With the increase of L, increases rapidly while decreases quickly. The results of simulated calculations and theoretical analysis show that the cascaded ⁽²⁾:⁽²⁾ process is different from quasi-phases-matched difference-frequency generation.     

交叉增益调制的全光波长转换的消光比特性分析

建立了基于半导体光放大器交叉增益调制的波长转换理论模型,讨论了放大器的偏置电流、抽运光参数以及探测光参数对转换后信号消光比特性的影响,结果表明,大的抽运光功率小的探测光功率以及合适的转换波长间隔有利于获得大的消光比。     

Characteristics of the Wavelength Converted Signal in Wavelength Conversion Based on Cross-Gain Modulation

An analytical theory describing the frequency chirp characteristics of the wavelength converted signal in wavelength conversion based on cross-gain modulation (XGM) in semiconductor optical amplifier (SOA) is derived. By computation, we can see that low input pump power, high probe power, small line-width enhancement factor and low unsaturated single-pass gain of the SOA are favorable for reducing the frequency chirp of the wavelength converted signal. The analytical results have significance in understanding and designing wavelength converters.     

脉冲泵浦波长转换改善泵浦带宽容限的研究

基于准相位匹配铌酸锂波导的波长转换,分析了采用脉冲泵浦的方法提高泵浦带宽容限的机理.研究表明:窄脉冲的频带内包含有大量的频谱分量,这些谱分量可以通过倍频效应和和频效应两种机制产生0.8 μm波段的光场,使泵浦带宽容限得到了改善.理论计算和实验都证明了在40G Hz 的ps级脉冲泵浦的波长转换时,－3 dB泵浦带宽容限提高到大约3 nm.