色散效应对光纤自相位调制全光再生器性能的影响

针对基于光纤自相位调制效应的全光再生技术,分析了色散效应对再生器转移函数和Q因子改进量的影响以及再生器中色散和自相位调制的相互作用,提出一种通过改变再生器光纤结构实现转移函数平坦区改善的方法。数值结果表明：全光再生器中色散会抑制自相位调制引起的频谱展宽,使Q因子改进量减小;对于色散,非线性系数和长度等参量不同的光纤介质,如果色散与长度的乘积与最大非线性相移的比值一定,再生器的性能基本不变;在两段高非线性光纤间增加适当长度色散补偿光纤,可以改善转移函数平坦区,使平坦区范围显著增加。     

基于光纤自相位调制多波长全光再生的色散管理优化

针对基于光纤自相位调制效应的多波长全光再生系统,分析了光纤平均色散对再生器品质因子改进量的影响,提出一种色散管理优化方法.由于波长间色散差异会导致再生系统性能的稳定性下降,通过选择色散补偿光纤和单模光纤的长度,使其合成的色散曲线与各波长分别达到最优再生性能时对应的色散曲线近似拟合,同时保证该色散曲线落在性能满意度高的色散区域,然后调整信号输入功率和滤波器的偏移量,可有效改善多波长再生性能的稳定性,实现再生器的色散管理优化.     

基于自相位调制和偏移滤波的全光2R再生

理论和实验研究了基于光纤中自相位调制效应和偏移滤波的全光2R再生,实现了因放大的自发辐射噪音而恶化的数据信号的再生.数值研究了输入平均功率对信号再生的影响,结果表明,通过控制输入光纤的平均功率,Q值在5到12的40 Gb/s归零码信号再生后均可实现Q值和幅度抖动的改善.最后进行了基于高非线性色散位移光纤的10 Gb/s归零码ASE恶化数据信号的再生实验,误码率为10－9时标准时的再生功率代价仅为0.1 dB.     

拉曼增强型自相位调制再生技术

自相位调制可用于信号脉冲的整形,可实现归零码(RZ)信号的再生。以高非线性光纤(HNLF)为介质,在高非线性光纤中实现了拉曼集总放大和信号脉冲的自相位调制。从理论上分析了同向拉曼泵浦增强信号的自相位调制,大大降低了所需的信号光强度。论证了在色散长度(LD)远大于HNLF长度(L)时由自相位调制(SPM)导致的频谱展宽,它与脉冲的啁啾无关,频谱的功率密度与脉冲的强度无关。因此在高非线性光纤之后加入偏移载波频率的带通滤波器可实现归零码信号的再生。集中拉曼放大可增强再生性能。     

基于光子晶体光纤中的自相位调制的全光再生

利用高非线性光子晶体光纤中的自相位调制效应产生的超连续谱,理论上推导了超窄脉冲信号的再生机制。分别从频域和时域上形象的解释了脉冲再生的原理,该本再生方法可以适用于OTDM的信号再生。实验上对劣化了的脉冲宽度为1.7ps的携带信息的超窄脉冲信号进行了再生,再生之后的信号峰值均衡,消光比达到了15dB。再生前信号中心波长是1548.2nm,重复频率是9.96872GHz。实验中,在1554nm—1570nm和1530nm—1543nm范围内都可以得到10dB以上的再生质量。同时拟合了信号峰值功率和波长关系,得到的曲线和超连续谱曲线相吻合。     

基于自相位调制和交叉相位调制的全光开关特性研究

提出一种优化含有掺铒光纤放大器的非线性Sagnac干涉仪全光开关的新方法,建立了基于自相位调制和交叉相位调制两种解析模型,讨论了掺铒光纤放大器的小信号增益和饱和输出功率对开关性能的影响.分析表明掺铒光纤放大器的性能参量对开关所需要的Sagnac环中光子晶体光纤长度产生限制.当采用相同长度的光子晶体光纤时,基于交叉相位调制方式的全光开关与基于自相位调制方式的全光开关相比能够显著降低开关功率.采用分布傅里叶法数值求解非线性薛定谔方程,优化了开关结构,讨论了重复频率为40 GHz脉宽为5 ps的高斯型信号脉冲在开关时沿Sagnac环的传输特性.模拟结果表明,通过合理选择高非线性光子晶体光纤长度和掺铒光纤放大器的性能参量能够实现超低开关功率（＜1 mW）的开关操作.     

有源光纤自相位调制的频谱展宽估计

有源光纤的两种非性效应－非线性极化和增益饱和效应都引起光信号频谱展宽。增益饱和导致包络失真，同时也影响到由非线性极化所造成的自相位调制。这种影响可用一个函数ｆ（ｚ）表示。     

利用SOA中FWM效应以及高非线性光纤中SPM实现40Gb／s信号的全光3R再生

通过半导体光放大器中的四波混频效应实现了全光3R再生方案中的波长转换，利用光脉冲在高非线性光纤中的自相位调制来获得40Gb／s全光3R再生信号，并使用Optisystem对其进行了仿真实验．结果表明，3R再生信号的质量得到了很好的提高．     

基于光纤交叉相位调制效应的全光位时钟提取技术

对利用光纤交叉相位调制效应实现全光位时钟提取的过程进行了说明和分析;重点分析了色散位移光纤的长度和入射信号的脉宽和强度、以及走离对输出时钟信号的影响;对时钟信号的啁啾特性进行了讨论和分析。     

高速光纤通信系统中抑制偏振模色散的新机制

重点研究了偏振模色散、群速度色散、自相位调制三者之间在高速光纤通信系统中的相互作用，从时域角度分析脉冲的演变，从频域角度分析频谱的变化，提出一定条件下，啁啾、色散、自相位调制可以部分补偿偏振模色散的思想。通过对40Gbit／s系统进行偏振模色散、群速度色散和自相位调制共同作用的仿真，从统计意义上验证了它们之间的相互影响，并找到最佳传输方案，对系统设计提供了参考。     

Polarization mode dispersion and chromatic dispersion compensation by using a three-stage compensator

A three-stage compensator used for Polarization mode dispersion (PMD) and Chromatic dispersion (CD) compensation is proposed. The compensator is capable of compensating the two components of second-order PMD when no CD exists. Two operating points of compensating second-order PMD have been proposed. Two-stage and three-stage compensators are compared by the outage probability. When CD is introduced, the compensator should retain a quantity of second-order PMD to compensate CD. The outage probability when PMD and CD coexist has been calculated. The results show that a tradeoff must be made in order to compensate CD and PMD at the same time.     

An all-optical bit-error indicating scheme based on self-phase modulation and filtering

In this paper, a novel all-optical bit-error indicating scheme is numerically studied. The bit-error indicating function is achieved by two all-optical processing stages. Firstly, the amplified original bit stream propagates through a high-nonlinear fiber and experiences self-phase modulation which causes intensity-dependent spectrum broadening and split. And then, the bit stream output from the high-nonlinear fiber is filtered by a band-pass filter with the same central wavelength as the original bit stream to generate an error bit indicating signal. The error bit indicating signal, in which only the “Error” bits have the highest peak power, is synchronous with the delayed original bit stream. Therefore, the position of the “Error” bits in the original bit stream can be identified by setting only one judge threshold in the error bit indicating signal. The scheme is demonstrated for an 80 Gb/s bit stream with return-to-zero format by simulation. The results show that the scheme can be used for the all-optical bit-error indicating of the super high bit-rate systems using the return-to-zero format which is favored in the optical time division multiplexing transmission systems.     

基于非线性光纤环形镜的少模脉冲幅度调制再生器

随着网络带宽需求的快速增加,波分复用系统的容量已接近非线性香农极限.为了适应未来网络的发展,空分复用技术引起了越来越多的关注.本文首次提出基于少模非线性光纤环形镜(FM-NOLM)的脉冲幅度调制(PAM)全光再生器,描述了其工作原理和具体设计过程.采用COMSOL软件对组成FM-NOLM的硫化物高非线性光纤进行了模式特性仿真.以LP01,LP11,LP21三个光纤模式为例,确定了再生器的参数,计算出每个模式的功率转移函数曲线.仿真分析了该少模PAM-4全光再生器的噪声抑制(NRR)性能,并与单模情形进行了比较.研究表明,1)对于每个空间模式的PAM信号,所有再生电平具有一致的功率转移性能;2)当输入信噪比(SNR)约大于20 dB时,三种模式的噪声抑制比均可超过3 dB,并随着输入信噪比线性增加,其斜率约为1.2;3)在相同输入SNR条件下,三种模式的噪声抑制比相差不大,不超过1.1 dB.为了说明再生器的再生性能,当输入SNR为25 dB时,我们还给出了再生前后PAM-4信号的功率分布直方图.与现有的再生方案相比,本文方案的均匀多电平再生转移性能,使其更适合高频谱效率的长距空分复用系统和任意电平数的PAM信号再生.此外,该方案也能够扩展到波长域,有效提高光通信系统的传输容量.     

基于信号抽运的光纤光参量放大的全光3R再生系统

本文研究了利用恶化信号作为抽运的光纤光参量放大效应(FOPA)进行全光判决的全光3R(再放大、再整形、再定时) 再生实验方案,理论上分析了在不同的抽运功率条件下时(分别对应"0"和"1"码)参量放大抑制噪声的不同机理,表明选用合理的实验参数可以同时对"0","1"码噪声进行抑制.实验中利用高Q值的法布里-珀罗(F-P)滤波器提取了均方根(RMS)抖动仅为180 fs的40 GHz时钟;完成了对40 bit/s的单波长恶化信号的全光判决实验,将恶化信号的信噪比从4.52改善为11.43.实验验证了理论分析的 关键词： 光纤通信 3R再生 光纤光参量放大 全光判决     

低串扰的多波长光纤光栅色散补偿器

分析了光纤光栅色散补偿系统中的串扰，并比较了几种常用的多波长光纤光栅色散补偿器的串扰特性，结合串联的窄带光纤光栅和取样光纤光栅的优点，提出一种抑制光纤光栅色散补偿系统串扰的方法.它通过在邻近信道间引入随机时延差，既能改善取样光纤光栅的线性串扰特性，又能抑制交叉相位调制效应和四波混频等非线性串扰.使用该方法可以得到具有低串扰的多波长光纤光栅色散补偿器.     

Measurement of fiber chromatic dispersion using spectral interferometry with modulation of dispersed laser pulses

We propose and experimentally demonstrate a method for fiber dispersion measurement based on the modulation of laser pulses stretched by the fiber under test. The measured spectrum of the modulated pulses is the result of the interference between the stretched pulse spectra shifted by the modulation harmonics. The interference pattern is processed as in Fourier transform spectral interferometry. Unlike to conventional spectral interferometry, environmental conditions do not affect the interferogram due to the lack of any interferometer; additionally, large dispersions can be characterized by the method proposed. Its high accuracy is demonstrated in experimental comparison with the widely used phase shift technique.     

基于啁啾光纤光栅的色散管理

本文通过数值仿真对基于啁啾光纤光栅的单信道的色散管理进行了研究，并在1500km的10Gb/s单信道传输系统中进行了实验验证.本文还通过分析啁啾光纤光栅引入的信道间随机时延差对交叉相位调制的抑制作用，发现了基于啁啾光纤光栅的多信道系统的色散管理的新的特点. 关键词： 光纤通信 色散补偿 啁啾光纤光栅