利用四元数方法研究各态遍历偏振态发生器

各态遍历偏振态发生器(PSG)是偏振测量不可或缺的基本设备,偏振态和偏振器件的描述对于编写偏振态发生器的控制算法是至关重要的。采用四元数来描述和分析各态遍历偏振态发生器中偏振态与偏振控制器,导出了三级偏振控制器的四元数公式,得到了描述其旋转轴与旋转角度的公式。实验测量了单级偏振控制器的四元数,得到了普通单模光纤受挤压时对应的应力四元数公式以及改变电压时的四元数公式,利用该公式编制的算法,实现了各态遍历的偏振态发生器。     

基于半导体光放大器中非线性偏振旋转效应单一光缓存环全光时隙交换处理能力研究

对基于半导体光放大器(SOA)中非线性偏振旋转效应(NPR)效应的单一光缓存环多数据包的全光时隙交换(TSI)处理能力进行了理论和实验研究,在使用归纳法导出单一缓存环实现多数据包全光时隙(TSI)必要条件的基础上,针对各种全光TSI操作要求得出了相应光数据包的调度方案,在实验上,以基于SOA中NPR效应的单一光缓存环实验系统,开展了多数据包全光TSI操作的实验研究,根据上述光数据包理论调度方案进行相应系统参数设定,进行了速率为10 Gb/s的3个和4个数据包的全光TSI实验,实验结果与理论预期相符合,研究成果为减少昂贵SOA元件的用量、简化基于光缓存环全光TSI系统的结构提供了可靠依据,对推进全光TSI技术的发展具有重要意义。     

温度和振动对光纤马赫-曾德干涉仪的影响与动态补偿研究

环境温度变化和振动会引起光纤马赫-曾德干涉仪两臂相差随机性变化,致使干涉仪输出不稳定.本文研究了自然条件下外界温度和振动对基于3×3耦合器干涉仪的影响,分析结果表明,温度和振动所引起的干扰主要集中于100Hz以下的低频成分中.为了消除这些干扰,设计了单臂补偿的反馈回路以稳定输出信号,并提出了一种利用象限判决方法来区分反馈正负性的动态补偿方法.实验中利用3×3耦合器3个输出端中其中2个进行光电变换、差分放大等反馈电路后驱动管状压电陶瓷,使缠绕在其上的光纤伸缩,动态补偿干涉仪相差的漂移,稳定干涉仪输出即3×3耦合器第三输出端口的信号.针对自然环境下温度和振动引起的干扰,本文研制了一种稳定的动态补偿装置,能有效抑制160Hz以下的低频干扰,实时补偿干涉仪两臂的相差漂移,干涉仪输出稳定的干涉信号,波动幅度小于5.64%.     

小信号脉冲抽运时掺铒光纤自发辐射的研究

自发辐射(ASE)是掺铒光纤放大器(EDFA)的重要噪声源,对于由EDFA构成的光纤激光器有重要影响。理论与实践证明,它与抽运方式紧密相关,所以研究脉冲抽运时掺铒光纤(EDF)的自发辐射有重要的学术价值。同时,脉冲抽运对于EDFA锁模激光器的研究也有一定意义。从理论和实验两方面研究了小信号脉冲抽运时,抽运脉冲宽度和幅度对于EDF的自发辐射特性的影响,得到了小信号抽运时输出ASE噪声平均值的近似解析解。研究发现,小信号脉冲抽运时输出信号的幅度与抽运脉冲的宽度成正比。这个新现象可用于脉冲宽度的全光检测。     

基于裸光纤探头的双点光子多普勒测速系统

全光纤光子多普勒速度测量(PDV)系统是一种新型的激光测速系统,可广泛用于冲击波、爆轰波以及其他短时高速运动物体的速度测量。多点测量可以获得靶面不同位置的速度,以测量靶面的形变。为提高测量的空间分辨率,提出使用裸光纤束为PDV系统的探头,并在实验上实现了空间分辨率为375μm的双点速度测量。裸光纤探头的间距较小,一个探头的测量结果可能受到另一个探头反射光的干扰。理论和实验的研究结果表明,当靶面各点速度相同时,测量结果不受干扰光的影响;当各点速度不同时,其测速误差不但与两被测点的速度差有关,还与传感光和干扰光的光强和相位有关。     

Study of the stability of polarization mode dispersion in fibre

Polarization mode dispersion (PMD) is the ultimate limitation to high bit-rate fibre communication system. The stability of PMD is very important to its measurement and compensation. This paper puts forward a method to measure the stability of PMD by measuring the stability of the state of polarization (SOP) and introduces the conception of time evolution vector (TEV) of SOP. We observe the fact that the regularity of the principal state of polarization changing with time is the same as other SOPs‘‘, if we neglect the dependence of TEV on wavelength. We also measure the SOP‘‘s stability of some fibres with different lengths, and obtain results of PMD changing with time.     

General demonstration of principal states of polarization and real-time monitoring of polarization mode dispersion in optical fibres

We investigated the general properties of polarization effects in optical fibres and demonstrated the existence of socalled principal states of polarization (PSP), which mean the fixed points in mathematics, in different polarization effects,such as birefringence and polarization mode dispersion, by using fixed point theory. Furthermore, a time evolution vector is defined to describe the time evolution of polarization state in optical fibres, which is used to investigate the time evolution of polarization mode dispersion vector (PDV), including differential group delay and PSP. The experimental results of real-time monitoring of PDV by using this method are reported. To our knowledge, this is the first report on monitoring PSP evolution in optical fibres.     

Calculation of geometrical birefringence from two-dimensional refractive-index profile in single-mode fibres

We present two numerical approaches to calculate the geometrical birefringence from two-dimenslonal refractive-index profile in single-mode fibres. One is the improved perturbation model theory, the other is based on the general solution of noncircular uniform optical waveguide in an arbitrary coordinate system. Using these methods, we can obtain not only the magnitude of geometrical birefringence, but also the orientation of birefrlngent axes. We report the calculation results of geometrical birefringence in a real single-mode fibre.     

反向交叉相位调制对NOLM开关特性影响

提出了NOLM中反向信号脉冲与控制脉冲耦合方程,研究了正、反向信号脉冲在传输过程中共同作用的非线性相移,分析了高斯脉冲和NRZ码在此情况下的开关特性,得到了有反向交叉相位调制时的第一最佳解复用长度、开关窗口和输出信号波形等对实际应用有价值的数据和波形.     

单模光纤开关特性的研究

首次对单模光纤的开关特性进行了分析和计算,得出了色散光纤中不仅存在开关信号的延迟,而且开关速度将受到限制,给出了计算光纤开关时间(上升时间或下降时间)的公式。公式表明,光纤的开关时间与色散绝对值的平方根成正比,与长度的平方根成正比。工作在1.55μm波长的长1km的G652光纤,其开关时间约为7ps,这一参量最终限制了由光纤构成的二光平开关器件的开关速度。