10 GHz全光帧时钟提取的理论和实验研究

提出了一种新型的10 GHz全光帧时钟提取的提取方案。采用低精细度的法布里-珀罗(F-P)滤波器直接提出帧时钟,保证帧时钟的快速建立和快速消失。利用半导体光放大器(SOA)的自增益调制效应(SGM)对法布里-珀罗滤波器提取的帧时钟进行整形,降低帧时钟的幅度噪声。并推导了法布里-珀罗滤波器的精细度和半导体光放大器的自增益调制效应对帧时钟建立时间、消失时间的影响。通过理论分析表明,利用半导体光放大器的自增益调制效应可以降低帧时钟的幅度噪声并加快帧时钟建立速度。实验中,用上述方案对10.075 GHz的帧信号进行了全光帧时钟提取,得到了建立时间为8个信号周期,消失时间为22个信号周期,抖动为2.35 ps的帧时钟信号。     

基于法布里-珀罗滤波器的40 GHz全光时钟提取实验

研究了在基于法布里-珀罗（F-P)滤波器的全光时钟提取实验中法布里-珀罗滤波器的精细度和信号码型对时钟提取的影响.根据理论分析,利用精细度为1012的F-P滤波器进行了时钟提取实验,并利用SOA进一步抑制时钟信号中的幅度抖动噪音,改善了时钟信号的质量.最终提取出低幅度起伏、低时间抖动的40 GHz 时钟信号.     

一种新型多速率归零码全光帧时钟提取系统

提出了一种新型的、低成本的多速率归零(RZ)码全光帧时钟提取方案。采用低精细度的法布里-珀罗滤波器(F-P)直接提取不同速率的帧时钟,保证帧时钟的快速建立和快速消失。利用不同的偏振延时干涉仪(PDI)和低自由光谱区(FSR)的法布里-珀罗滤波器构成组合滤波器以实现多速率帧时钟提取。利用半导体光放大器(SOA)的自增益调制效应(SGM)对组合滤波器提取的帧时钟进行整形,降低帧时钟的幅度噪声和时间抖动。实验中,利用光开关切换不同的偏振延时干涉仪构成不同自由光谱区的组合滤波器实现了10 GHz、20 GHz和40 GHz的帧时钟提取,得到了高质量、低时间抖动的多速率帧时钟信号。     

一种全光纤型窄带梳状滤波器的特性分析

分析了由双光纤定向耦合器组成的梳状滤波器的透射特性。根据传输矩阵,推导出了该滤波器的输出光谱与有关参数之间的关系式。分析结果表明:该滤波器具有法布里_珀罗腔多光束干涉的特点,是一种窄带宽梳状滤波器;耦合器的耦合系数与法布里_珀罗腔中的反射率类似,通过控制耦合系数可以调节滤波器的通带半宽度、消光比、隔离度、输出光强等。     

高细度、低损耗光纤滤波器的研制

对光纤法布里－珀罗滤波器进行了详细的理论分析和实验研究，获得了细度为３００和８０、插入损耗＜４ｄＢ的光纤法布里－珀罗滤波器。     

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。     

可调谐液晶滤波器的调谐性能研究

在电调谐液晶法布里一珀罗腔滤波器的连续调谐过程中,存在“透射峰跳跃”现象,影响器件的单调调谐性。为了改善器件的单调调谐性能,对此现象进行了分析,表明这是由于法布里—珀罗腔干涉级次在调谐过程中发生改变引起的;进而给出了法布里一珀罗腔透射波长λ,干涉级次m与腔内介质折射率n的关系,以及器件实际的有效调谐范围。当腔长为10μm、折射率差为0．05时,就可以使器件的单调调谐范围达到整个C波段。数值模拟与实验结果相吻合。并针对改善器件的单调调谐性能,提出了几种可行的方案。     

利奥型可调谐液晶电光滤波器的特性分析

根据液晶的电光效应和利奥滤波器的原理设计了利奥型液晶电光调谐滤波器，并且从理论上和实验上证明了其可行性；为了克服其在红外波段的缺点，设计了法布里-珀罗腔液晶可调谐滤波器，并且给出了理论模拟。理论模拟证明法布里-珀罗腔液晶可调谐滤波器具有调谐范围大、带宽窄的优点。     

薄膜多腔滤光片型梳状滤波器的设计

介绍了一种通过使用多个薄膜法布里—珀罗滤光片的叠加来实现密集波分复用中使用的梳状滤波器的设计的新方法。采用间隔层为熔融石英的薄膜法布里—珀罗滤光片作为基本结构的光学梳状滤波器可以比较容易地控制各腔的厚度,因而能精确地达到波分复用系统中波长间隔非常窄的要求。分析了如何确定间隔层厚度和各法布里—珀罗腔的反射镜的反射率以及它们之间的匹配问题,最后给出了与设计吻合较好的实验结果,制作的梳状滤波器在C波段的信道间隔为100GHz,相邻通道窜音小于-24dB,最小插入损耗约-0．4dB。     

利用LED探测甲烷气体浓度的实验研究

报导了一个利用LED作光源探测甲烷浓度的差分探测系统,分析了系统中各光学元件的作用,给出甲烷浓度的计算方法及实验结果.选用甲烷在1.65 μm附近2ν3谱带中的R支作为探测对象.利用法布里-珀罗标准具的透过率曲线与甲烷吸收线相互匹配的方法滤掉无用光,并通过压电陶瓷改变标准具的腔长,从而实现了差分吸收探测,进一步提高了测量灵敏度,取得了较好的结果.     

All-Optical RZ to NRZ Format Conversion Using Single SOA Assisted by Optical Band-Pass Filter

We propose a novel all-optical format conversion from the return-to-zero （RZ） to the non-return-to-zero （NRZ） based on single semiconductor optical amplifier （SOA） and optical band-pass filter （OBE）. We demonstrate the proof of the principle experiment at 10 Gbps by using the test SOA and OBF converter. The format conversion can be achieved with output extinction ratio of 11.51 dB. The BER is 5.5×10^-9 when the power of NRZ is - 10 dBm. The proposed scheme is robust and potential for applications in optical networks.     

全光时钟提取中利用SOA抑制低频噪音的实验研究

针对基于高精细度F-P滤波器的40 Gbps全光时钟提取得到的时钟中所含有的低频率噪音,提出了利用半导体光放大器对其进行抑制的方案.理论上,利用SOA的传输函数对其低频抑制作用进行了分析,并通过实验予以验证.在实验中,利用该方案得到了较高质量的40 GHz时钟,均方根抖动<1.4 ps.     

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.     

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。     

High-Speed Optical Packet Switch with an Optical Digital-to-Analog Conversion-Type Header Processor

We describe a novel type of an optical packet switch with an optical header processor based on optical signal processing and wavelength routing architecture. It consists of an optical digital-to-analog conversion-type header processor, wavelength selection portion with an electrically tunable laser, a wavelength converter based on a semiconductor optical amplifier (SOA), and wavelength routing by use of an arrayed waveguide grating (AWG), which is called a wavelength label switch (WLS). Wavelength switching of an electrically tunable laser, and wavelength conversion were successfully achieved within a few nanoseconds after recognition of an optical header using a two-bit optical header processor and a FPGA-based wavelength table. High-speed transfer performance of less than a few tens of nanoseconds and BER of less than 10^-10 were verified in the wavelength routing operation among three assigned wavelengths.     

光学小波包变换及其滤波器的研究

基于对光学小波变换必要条件的分析,提出光学小波包变换的概念.选出虹膜图库的联合最优小波包基,利用最优基的线性组合生成相应的复合光学小波包滤波器.将滤波器用于光电混合虹膜识别系统中对待识别输入进行小波包特征提取预处理,模拟结果不仅证明引入该滤波器可明显提升系统的识别效果,也证明了光学小波包变换提出的意义.     

采用OFDM信号作为标记的光分组交换方案

以光正交频分复用信号作为光标记,利用两个不同波长的光载波分别经过强度调制,产生了10 Gb/sOOK光载荷和2.5 Gb/sOFDM光标记。测得了光分组信号经光纤传输前后接收载荷的眼图和标记的星座图以及误码率曲线,结果表明:经过40 km光纤传输后,载荷与标记的功率代价分别为1dB和0.5dB。     

基于双区折射率耦合DFB激光器实现64 Gbit/s归零编码数据全光时钟恢复研究

使用双区折射率耦合DFB激光器对64 Gbit/s归零伪随机二进制序列（PRBS）信号的时钟恢复进行了仿真实验,并通过实验结果仔细分析了信号时间抖动,激光器锁定时间,锁定范围等评估时钟恢复系统性能的参数.     

Fiber Grating Based Optical Recirculating Filter with an Optimized Response

A novel optical recirculating filter for RF applications is described, which exploits a specially designed fiber grating with a ramped spectral profile to enable optimization of the filter response. The design overcomes the limitations imposed by loss in conventional fiber recirculating filters. Additionally, a tunable free spectral range is demonstrated by using the device in a grating array. Both theoretical and experimental results are presented and discussed.