光纤非线性效应对10 Gb/s波分复用色散补偿系统的限制

对信道间距为１００ＧＨｚ的８倍１０Ｇｂ／ｓ波分复用色散补偿系统进行了计算机仿真,分析了光纤的色散和自相位调制（ＳＰＭ）、互相位调制（ＸＰＭ）、四波混频（ＦＷＭ）等非线性效应在具有级联光放大器系统中的作用。四种色散补偿方案是：ＳＭＦ（常规单模光纤）＋ＤＣＦ１（色散斜率为正的色散补偿光纤）、ＳＭＦ＋ＤＣＦ２（色散斜率为负的色散补偿光纤）、ＴＷ１（色散为正的非零色散光纤）＋ＴＷ２（色散为负的非零色散光纤     

偏振模色散及非线性效应对40 Gbit/s密集波分复用系统的影响

高速率、大容量的密集波分复用系统是光纤通信系统的最终发展方向 ,单信道速率达到 4 0Gbit/s时 ,光纤的非线性效应、偏振模色散现象对系统的影响更加突出。在综合考虑群速度色散、自相位调制、交叉相位调制、四波混合、偏振模色散等因素的基础上 ,推导了密集波分复用系统中任意信道的耦合非线性薛定谔方程组。利用扩展的分步傅里叶方法对该方程进行了数值计算 ,通过对 8× 4 0Gbit/s密集波分复用系统的仿真 ,分别研究了非线性效应和偏振模色散对密集波分复用系统的影响。发现由于交叉相位调制和四波混合作用 ,多波长的密集波分复用系统比单波系统受非线性效应影响严重 ;系统受偏振模色散与非线性效应的影响程度与输入信号功率有关 ,在入射光单信道平均功率较低 0 .1mW时 ,偏振模色散是影响系统性能的主要因素 ;当入射光单信道平均功率较高1mW时 ,系统受非线性效应影响严重。而偏振模色散在使信号脉冲展宽的同时 ,类似于非零色散位移光纤中的微小色散 ,对非线性效应又有一定的抑制作用。     

DWDM系统非简并四波混频串扰的分析

考虑到DWDM系统中的比特序列的随机性、信道间脉冲走离效应等多种因素的影响,完善了归零调制格式下的四波混频效率的计算方法,给出了相应的非简并四波混频噪声标准差的计算公式,并利用该公式进行实例分析,计算结果表明,当占空比和信道间隔变小时,不同信道内的随机比特序列的相对初始时延及光纤色散值的取值组合对四波混频效率的影响变得更大,为保证系统的低色散和低四波混频串扰特性,必须对这些量取值组合进行优化. 关键词： 非简并四波混频 脉冲走离 密集波分复用     

利用交叉相位调制和四波混频制作的时间透镜的仿真分析

利用高非线性光纤中的交叉相位调制和四波混频分别在仿真中实现了时间透镜. 对基于交叉相位调制的时间透镜中的高非线性光纤中的非线性过程进行了仿真分析. 仿真结果表明, 该时间透镜的主要影响因素为色散、自相位调制与四波混频; 通过采用带有一定色散斜率的高非线性光纤可同时消除色散、自相位调制和四波混频的影响; 另外, 该高非线性光纤的色散零点最好选在信号脉冲和抽运脉冲波长的中心附近. 然后对基于四波混频的时间透镜的实现进行了仿真分析. 仿真结果表明, 该时间透镜的主要影响因素为色散、 自相位调制和其他的四波混频; 通过设定合适大小的信号脉冲和抽运脉冲的功率可消除自相位调制和其他的四波混频的影响; 另外, 通过在高非线性光纤中引入一定的色散可进一步提高信号脉冲和抽运脉冲的功率, 从而获得更高功率的输出脉冲. 最后对两种时间透镜系统做出了比较. 关键词： 光脉冲压缩 时间透镜 交叉相位调制 四波混频     

色散管理波分复用系统中的简并四波混频噪声

建立了强度调制色散管理波分复用的简并四波混频噪声标准差的理论计算模型,此理论模型考虑到了两种随机因素的影响:各信道内的比特流的随机性及脉冲初始相位的随机性.信道间的脉冲走离效应使色散管理光纤链路中的脉冲碰撞位置的分布比较复杂,这些碰撞位置又会对四波混频噪声标准差的值产生较大影响,所建立的理论模型充分考虑到了这种碰撞位置的影响.利用这个理论模型进行了相关计算,计算结果表明,优化的色散管理方案在保证脉冲稳定传输的同时,能获得较小的四波混频噪声标准差;当系统选择较小的占空比时,优化各信道脉冲的相对初始时延能较大程度地减小四波混频效应的不利影响.     

在色散渐减光子晶体光纤中产生超连续谱的实验研究

本文利用非线性偏振锁模激光器产生的重复频率50 MHz, 脉宽为1.8 ps的脉冲分别抽运外径均匀和色散渐减两种高非线性光子晶体光纤, 在三阶非线性效应 (自相位调制、交叉相位调制、四波混频和受激拉曼散效应等) 和色散共同作用下得到扩展至蓝光部分的超连续谱. 模拟了光谱在色散渐减光纤和均匀光纤中的展宽过程, 通过对比均匀光纤发现色散渐减光纤在调控色散, 加强拉曼孤子和色散波的群速度匹配条件, 产生超带宽光谱方面具有很大优势. 实验利用20 m长的色散渐减光纤, 得到了406.1至671.8 nm的可见光波段增强的较为平坦的超连续谱. 关键词： 超连续谱 色散渐减光子晶体光纤 群速度匹配 非线性效应     

色散补偿系统中的带内非线性效应研究

在同时考虑自相位调制、交叉相位调制和四波混频非线性效应的情况下，研究了预补偿、后补偿和混合补偿三种色散补偿系统输入功率与误码率的关系．比较了不同的色散管理系统下，由带内交叉相位调制和带内四波混频引起的定时抖动与寄生脉冲对系统的影响．由于非线性效应、传输损耗及噪声的综合影响，应当选取合适的入纤功率以使得系统获得最佳的传输性能，本文找到了其中最优系统的最佳入纤功率．     

主动光纤

光纤通信领域中引起人们广泛关注的物理问题是光纤中的非线性效应，其中包括光纤受激喇曼散射和布里渊散射（ＢＳＲＳ，ＢＳＢＳ）、光纤克尔效应（ＢＫＦ）、光纤四波混频（ＢＦＷＭ）、光纤自相位调制（ＢＳＰＭ）与光孤子（Ｓｏｌｉｔｏｎ）效应等．这些效应赋予光纤以“主动性”，为其开辟了广阔的重要应用前景．本文从这些效应的基础─—耦合波方程出发，简明地阐述了它们的物理机制，并给出了一些有实际意义的重要结果，包括ＢＳＢＳ和ＢＳＲＳ的增益Ｇ、有效光纤长度Ｌ以及它们的临界功率ＰＢｃ和ＰＲｃ，ＢＫＦ的偏振特性，ＢＳＰＭ的临界功率 Ｐｃ，ＢＦＷＭ的相位匹配条件和新方法等等．文中还对这些效应在光放大等方面的应用以及目前的水平等作了概要介绍．     

DWDM混合光学系统中帧间和信道内四波混频效应的抑制

本文提出了光码多分址（CDMA）和光密集波分复用（DWDM）的混合系统,全面研究了四波混频（FWM）的影响。在这个系统中,主要存在两个四波混频问题：包括多址干扰（MAI）和码间干扰（ISI）的帧间四波混频和信道内四波混频。结果表明,综合考虑信道间和信道内四波混频的影响,最佳发射功率可选为18 dBm。当发射功率大于18 dBm时,混合系统的误码率（BER）将增加。基于此,本文提出了一种电光相位调制器（EOPM）模块,将其放置在波分复用器之后,通过抑制信道内四波混频的影响,同时调制所有波长信号的相位,从而增加混合系统的非线性容限,这极大地改善了基于OOK传输的光学CDMA-DWDM混合系统的性能。此外,由于多对角线（MD）结构具有零互相关特性,通过使用多对角线识别序列码可以减少多址干扰的影响。结果还表明,CDMA技术与色散相结合有助于降低信道间四波混频的影响。此外,识别序列码间隔在减轻码间干扰中起着至关重要的作用,如结果所示,当识别序列码间隔压缩至比特持续时间的25%时,可以避免码间干扰,此时所提出的混合系统的性能最佳。     

光纤传输系统中互相位调制和受激拉曼散射串扰噪声的比较研究Ⅱ--级联传输系统

在具有级联光放大器的密集波分复用强度调制一直接检测光纤系统中，导出了包含互相位调制和受激拉曼散射共同作用的强度／相位矩阵表达式。在计算强度噪声谱的基础上，研究了互相位调制和受激拉曼散射的相互耦合并用于密集波分复用系统的噪声分析。在带色散补偿的密集波分复用级联光纤传输系统中(如80信道，信道间距50GHz)，受激拉曼散射引入的串扰噪声功率可能超过互相位调制。最后，给出了密集波分复用系统分析与设计的若干建议。     

相干式CO2激光成像雷达光学系统

根据目标粗糙表面散射回波统计理论和随机相位匹配规则分析了相干激光雷达光学天线参数确定和本振光设计方法,研制了一套扫描激光雷达光学天线系统,并应用于单管线性调频脉冲压缩激光雷达接收到了７．８ｋｍ房屋的散射回波信号,信噪比较好,激光功率约为５Ｗ。     

衰减相移掩模及其编码制作方法研究

在霍普金斯理论的基础上,对方孔的传统掩模、衰减相移以及加入光学邻近效应校正的衰减相移掩模在硅片表面光强分布的计算表明,衰减相掩模有提高光刻分辨率的显著功能,提出一种制作衰减相移掩模的编码方法。理论计算表明,该编码方法能够达到预定的衰减参数。     

改进WKB方法与相移值的修正

利用非均匀波导的多层分割法,对传统ＷＫＢ法的相称值进行修正,导出了改进的ＷＫＢ计算公式,并给出相移修正值的计算公式。对常见的典型折射率剖面（指数型、高斯型、余误差型、截断线型）的数值计算表明,该方法所得公式的精度远高于传统的ＷＫＢ近似,在接近截止时仍与精确数值十分吻合。     

双波长飞秒激光器锁模动力学的数值分析

采用有限发方法对双波长飞秒激光器的锁模方程进行了数值分析,得到了不同参数交叉锁模脉冲的数值解。结果表明,在双光束谐振腔内,由于自相位调制、群速色散、交叉耦合、增益放大以及损耗调制的作用,在一定条件下,激光器能够从连续运转状态发展到锁模状态,并产生双波长飞秒交叉锁模脉冲。     

高功率梯度折射率分别限制异质结构InGaAs/AlGaAs应变双量子阱激光器

采用金属有机化合物气相淀积（ Ｍ Ｏ Ｃ Ｖ Ｄ）方法成功地研制了具有两对梯度折射率（ Ｇ Ｒ Ｉ Ｎ）异质结结构的 Ｉｎ Ｇａ Ａｓ／ Ａｌ Ｇａ Ａｓ 应变双量子阱激光器。该激光器的波长为 ９７０～９８２ ｎｍ ,室温连续工作阈值电流密度为１４０ Ａ／ｃｍ ２, 工作在０．９ Ａ 时单面连续输出光功率为５２０ ｍ Ｗ , 工作在２．０ Ａ 时, 连续输出光功率为 １．４９ Ｗ , 最高功率可达 ２．４ Ｗ 。微分量子效率高达０．８３ Ｗ ／ Ａ。     

真空环境中含水生物样品的软X射线成像研究

采用了一种简便易行的方法,在真空环境中进行含水生物样品（植物叶表皮细胞）的软Ｘ射线显微成像实验,获得了高分辨率显微图像,与在大气环境中成像相比,这种方法具有缩短曝光时间和操作更加安全等优点     

强光场中原子的电离速率

以静态场隧道电离为基础,在准静态近似的条件下,对描述强光场中原子及其各阶离子电离的电离速率进行了较为系统的总结,纠正了早期对隧道电离的电离速率公式进行讨论并且后来的计算中被广泛引用的文献「１０」中公式的错误,地部分稀有气体原子及其各了子在线偏振、圆偏振强光场中的了速度及相应的阈值光强进行了比较。     

低损耗有机聚合物光波导的制备及其数字化测量技术

介绍了低损耗有机聚合物光波导的制备工艺, 并采用 Ｃ Ｃ Ｄ 摄像法对波导的传输损耗进行测量。制备了在 ６３２．８ ｎｍ 波长下传输损耗小于 ０．５ ｄ Ｂ／ｃｍ 的有机聚合物光波导     

新型软X-射线透射光栅光谱仪的研制

研制了一种新型的由带前置轮胎镜成像系统、高密度透射光栅和软Ｘ光ＣＣＤ相机等组成的软Ｘ射线光谱仪,摄谱范围为０．５－１．５ｎｍ,光谱分辩为为０．０５ｎｍ。光谱仪没有像散,实现了点对点成像。由于其高效率激光系统产生的等离子体Ｘ光谱,特别适合于超短飞秒强激光脉冲产生的等离子体的研究。