低差分模时延4-LP少模光纤设计

设计了一种基于密集空气孔辅助的低差分模时延4-LP少模光纤结构,利用COMSOL软件仿真分析了不同结构参数对差分模时延的影响.仿真结果表明,各个模式的差分模时延在C+L波段均小于40 ps/km,因此所提低差分模时延少模光纤结构能够改善系统性能,降低接收端接收机的复杂度和功耗.     

面向模分复用的沟槽-纳米孔辅助双包层弱耦合少模光纤

为了降低相邻线偏振(LP)模式耦合导致的串扰,提出了一种沟槽和纳米孔辅助的双包层弱耦合少模光纤.首先,利用有限元方法分析了光纤参数对相邻LP模式间最小有效折射率差(Δneff)的影响.然后,对光纤进行优化,使光纤支持14个LP模式并满足弱耦合条件.最后,分析了光纤的弯曲损耗、有效模场面积、差分模式群时延.仿真结果表明,...     

W型色散光纤带通滤波特性的研究

结合色散光纤在线滤波和W型光纤的长波长截止性能,研究了W型色散光纤的带通滤波特性.选取SiO2作为纤芯,一定掺杂浓度的SiO2-F和SiO2-B2O3分别作为内外包层,经过设计,实现了带通滤波功能.通过有限元法仿真及数值计算,得出了基模的能量损耗谱及通带内外各个波长处的横截面能量分布图,其截止波长和带宽可以通过控制掺杂...     

机械微弯长周期光纤光栅矢量模耦合特性研究

针对机械微弯长周期光纤光栅的基模HE11到高阶纤芯矢量模式(TE01、TM01和HE21)的耦合特性,分析了阶跃型和反抛物线型两种少模光纤结构下机械微弯长周期光纤光栅的光栅周期、微弯幅度和耦合系数等参数对矢量模式耦合的影响.研究结果表明,耦合系数是模式耦合过程中的关键,通过施加压力改变光纤的微弯幅度可以有效调谐光栅矢量...     

32.768 Tbit/s净速率1000km长少模光纤波分复用系统

为了满足日益增长的数据需求,实现“超大容量、超长距离”通信,结合波分复用、偏振复用、模式复用3种复用技术,演示了一个少模光纤传输系统。实验生成符合ITU-T标准的80个通道,利用两个正交偏振及LP11a、LP11b两个模式,在最长达1000 km的少模光纤上传输32 GBaud的16QAM信号。为了减少色散效应和严重的偏振间、模间串扰产生的影响,在接收端数字信号处理（DSP）中,采用基于时域和频域的多输入多输出（MIMO）均衡解复用技术,显著提升系统性能。实验结果表明,经500/1000 km的少模光纤传输,系统的比特误码率（BER）分别能满足7%低密度奇偶校验码（LDPC）硬判决门限（3.8×10-3）和25%LDPC软判决门限（4.2×10-2）。当少模光纤传输距离为1000 km时,系统实现的净速率为32.768 Tbit/s,属于国内领先水平。     

一种新型微结构光纤的设计与数值研究

提出了一种新型双包层结构的微结构光纤(MOF),利用有限元法对其模场面积、损耗及色散系数随波长的变化规律进行了数值模拟与分析,并在相同条件下与传统的双包层MOF作了比较.结果表明,该种光纤不但结构新颖,而且较传统光纤有更优异的色散性能.通过合理优化,设计了几种在500 nm波长范围内保持低平色散和较大模场面积的新型双包层MOF.这种光纤结构的提出对以后的理论研究和工艺制备具有一定的参考意义.     

低差分模式时延少模光纤的有限元分析及设计

针对少模光纤展开研究, 利用Comsol软件计算其模场分布、有效折射率, 进而分析光纤的差分模式时延. 通过分析不同结构参量对模式数量和差分模式时延的影响, 设计出了两种低差分模式时延的少模光纤, 即带有外下陷的渐变式光纤和多阶少模光纤. 波长在1530–1570 nm 范围内, 带有外下陷的渐变式光纤支持四模传输, LP₁₁, LP₂₁, LP₀₂模式的差分模式时延的绝对值小于0.015 ps·m^-1; 多阶少模光纤支持两模传输, LP₁₁的差分模式时延低于0.185 ps·m^-1. 两种少模光纤均具有良好的差分模式时延特性, 适于在模分复用技术中应用.     

面向模分复用的偏振保持领结型椭圆芯少模光纤的设计

提出了一种弱耦合领结型椭圆芯应力保偏少模光纤(PM-FMF),通过使用高折射率纤芯,所提出的光纤可在1505～1585 nm波段下,支持32个独立的本征模式。椭圆纤芯和领结型应力区的引入,有效地分离了相邻的本征模式。采用有限元法对领结型椭圆芯应力PM-FMF的纤芯及领结型应力区的结构参数进行优化。评估了光纤参数对模式数量、模式间的最小有效折射率差、模态双折射、应力双折射以及弯曲损耗的影响。此外还分析了该光纤的带宽性能,包括模式间的有效折射率、有效折射率差、差分模式时延(DMD)。经数据分析,在1505～1585 nm波段下,该光纤支持的32个本征模式是完全分离的,相邻模式之间的最小有效折射率差大于1.295×10⁻⁴。所提出的弱耦合保偏少模光纤能够提高传输容量,在本征模式复用传输中具有潜在的应用前景。     

双包层色散平坦光子晶体光纤的数值模拟与分析

光纤色散会使脉冲展宽,从而导致误码,在通信网中这是必须避免的一个问题.运用有限元法,在考虑石英基质材料色散的前提下,数值模拟了呈圆形排列的双包层光子晶体光纤的场分布、基模有效折射率和色散特性.结果表明,小空气孔间距和直径不变时,大空气孔与第一圈小孔的的间距和大空气孔的直径对色散曲线的走向起决定性作用.如同某些色散补偿光...     

利用锁模光纤激光器在色散位移光纤中产生超连续谱的研究

采用主动锁模光纤激光器输出的重复频率10GHz、脉宽7．97ps的脉冲作为抽运光源,无需压缩后直接抽运4．2km的普通色散位移光纤(DSF)．利用色散位移光纤中自相位调制、交叉相位调制等非线性效应的联合作用,获得了20dB带宽达125nm、覆盖整个C波段、L波段和部分S波段的超连续(SC)谱。实验研究了抽运光脉冲峰值功率和抽运波长对超连续谱宽度的影响,结果表明抽运光脉冲峰值功率越高,得到的超连续谱的带宽越宽;通过对抽运波长的优化,可以实现最大程度的超连续展宽;分析了滤波器带宽对脉冲质量的影响;利用0．4nm带宽的可调谐滤波器对从超连续谱中滤出脉冲的特性进行了研究,在超连续谱的不同波长处获得了脉宽为8．90～9．80ps、时间一带宽积为0．44～0．49的稳定的窄光脉冲。     

Design and characterization of single mode circular photonic crystal fiber for broadband dispersion compensation

In this paper, we present a single mode circular photonic crystal fiber (C-PCF) for broadband dispersion compensation covering 1400 to 1610 nm wavelength band over the telecommunication windows. Investigations of guiding properties are carried out using finite element method (FEM) with circular perfectly matched layer boundary condition. Numerical study reveals that a negative dispersion coefficient of about −386.57 to −971.44 ps/(nm km) is possible to obtain over the wavelength ranging from 1400 to 1610 nm with a relative dispersion slope (RDS) of about 0.0036 nm⁻¹ at 1550 nm wavelength. In addition, the single mode behaviour of C-PCF is demonstrated by employing V parameter. According to simulation, it is found that the proposed C-PCF acts as a single mode fiber within 1340 to 1640 nm wavelength. Moreover, effective dispersion, relative dispersion slope, birefringence and confinement loss are also presented and discussed.     

Performance comparison of wavelet packet transform based and conventional coherent optical OFDM transmission system

In this work, the performance of WPT-COOFDM system is investigated and compared to that of FFT-COOFDM system over a fiber link. Simulation results show that the longer length of wavelet filters achieve a better performance, whereas the complexity is higher. For different wavelet mother functions employed in WPT-COOFDM systems, the chromatic dispersion robust of John64E wavelet outperforms that of other wavelets, and which could be a viable alternative for coherent optical OFDM to be considered in short distance transmissions. The simulation results also show that most of the developed wavelet mother functions mainly for image processing are not suitable for COOFDM transmission for its sensitivity to chromatic dispersion.     

存在中心凹陷时α光纤的LP_(11)模的归一化截止频率

本文采用归一化数学模型描述有中心凹陷的α光纤的折射率分布,利用级数法求解第一个高次模(LP_(11))的截止特性,给出了与实际折射率分布直接对应的归一化截止频率,对单模α光纤的设计和测量分析具有一定的实际意义。     

光双二进制传输系统的性能研究

光双二进制信号的谱宽是传统二进制信号的一半,采用双二进制传输比二进制传输色散限制的中继距离可增加一倍.本文对采用传统光接收机的光双二进制传输系统用MATLAB进行了通信仿真.结果表明:在完全消光条件下,10Gb/s双二进制信号在常规单模光纤上传输可达160km,40Gb/s双二进制信号在非零色散光纤上为30km,均比二进制增加了一倍;详细考察了消光比对传输的影响,只有消光比大于25dB时,双二进制相对于二进制传输的优越性才呈现出来.     

并联结构微光纤双结谐振器中的慢光效应

为了研究基于微光纤的谐振器中的慢光效应,设计并制作了并联结构的微光纤双结谐振器.基于环形谐振器和方向耦合器理论,提出并联结构微光纤双结谐振器的理论模型,分析了该谐振器中光场传输和耦合的方向,推导了该谐振器中输出光场与输入光场之间的数学解析式和群延时表达式.通过数值模拟,给出了有关该谐振器的透射光谱和群延时,分析了群延时与透射光谱中谐振波长的对应关系.数值结果表明在该谐振器中,大的群延时能够在具有大消光比的谐振波长处产生.实验制作了一个并联结构的微光纤双结谐振器,测得的透射光谱与理论模拟相一致,验证了该谐振器理论分析的正确性.利用示波器上脉冲延时的方法,搭建了慢光延时测量系统,测得该谐振器中大约75 ps的群延时,远大于现有文献中的值.该谐振器可用于微纳光学的数据延时线、光学开关和光学存储等.     

An Efficient Dispersion Calculation Method for Axially Symmetric Optical Fibers

An efficient numerical modal calculation method for an axially symmetric optical fiber is presented using a numerical Galerkin's method. By decomposing the transverse electric field of a guided wave with Bessel functions of the first kind in cylindrical polar coordinates, we have shown that dispersion characteristics of an optical fiber can be obtained very easily. In order to illustrate the effectiveness of this suggested method, numerical examples are given for a step index fiber, a W-shape depressed inner cladding fiber, and a dispersion-flattened fiber.     

Network survivability analysis

Advances in fiber optic and local area network (LAN) technologies are providing system designers with many new options for interconnecting computer equipment. A recurring problem for military system designers, who are end-users of a LAN standard, is implementing LANs so that the survivability, reliability, maintainability, and availability (SRMA) of a system is maximized. LAN standards working groups are currently making design decisions about topologies, components, and protocols that directly affect the SRMA of the end-user's system. This article focuses on a new analytic technique, called “network survivability analysis,” that provides the mathematical tools needed to compare the survivability of arbitrary network topologies. For background, several network metrics are described and their limitations for LAN standards development identified. Network survivability is defined, and several token-passing ring case examples are analyzed. The primary strength of network survivability analysis is that it can be used to provide a quantitative comparison among LAN topologies without knowledge of the end-user's equipment, systems, or environments.     

不同结构微光纤双结谐振器光谱特性理论和实验

基于环形谐振器和方向耦合器理论,提出了串联结构微光纤双结谐振器和并联结构微光纤双结谐振器的理论模型,推导了两谐振器中输出光场与输入光场之间的数学解析式,分析了两谐振器中光场的传输和耦合方向,及不同直径比的情况下其输出光谱的变化规律.数值模拟表明对于串联结构微光纤双结谐振器,位于其透射光谱包络下的透射峰数目等于其两环的直径比;对于并联结构微光纤双结谐振器,透射光谱中透射峰的数目随直径比的增加而增加,且每个直径比等间距的透射峰后会出现一个更窄的透射峰.实验制作了具有近似相等直径的串联结构微光纤双结谐振器和具有直径比近似为2的并联结构微光纤双结谐振器.两种结构的透射光谱均与理论模拟相一致,验证了理论分析的正确性.具有合适直径比的串联结构微光纤双结谐振器和并联结构微光纤双结谐振器在光学滤波器、微型激光器、传感器等方面有重要的应用.     

16进制相移幅度调制光信号的传输性能研究

分析了光纤通信系统中十六进制差分相移幅度键控光信号的色散与非线性传输性能.依据该信号的调制和解调原理,理论上推导了背靠背系统中的最佳消光比值为1.43dB.在此基础上,建立了40Gbps的十六进制差分相移幅度键控光传输系统模型.仿真结果表明:该信号的谱宽仅为二进制幅度键控的四分之一|就抗色散和非线性传输性能表现而言,十六进制差分相移幅度键控光信号的相位支路均强于幅度支路.。     

16进制相移幅度调制光信号的传输性能研究

分析了光纤通信系统中十六进制差分相移幅度键控光信号的色散与非线性传输性能.依据该信号的调制和解调原理,理论上推导了背靠背系统中的最佳消光比值为1.43 dB.在此基础上,建立了40 Gbps的十六进制差分相移幅度键控光传输系统模型.仿真结果表明:该信号的谱宽仅为二进制幅度键控的四分之一|就抗色散和非线性传输性能表现而言,十六进制差分相移幅度键控光信号的相位支路均强于幅度支路.。