光纤CATV外调制发射机中的复合二次失真及其抑制

复合二次失真(CSO:Composite Second Order Distortion)是光纤CATV中最主要的非线性之一.理论分析表明:在外调制CATV中,将调制器偏置在最佳偏置点可以消除CSO,但外调制器最佳偏置点却随时间及环境温度等漂移,因而会导致CSO的严重恶化.本文提出了一种易于实现的调制器偏置点控制方案,并进行了详细的理论分析与实验研究,结果显示该方案能够将50～550MHz宽频带内电视信号CSO指标抑制在-65dB以下.     

硅基光波导中啁啾高斯脉冲在反常色散区的传输特性

本文利用激光脉冲在硅基光波导(SOI)中传播时满足的非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶变换,数值模拟了硅基光波导中啁啾高斯脉冲在反常色散区的传播特性.通过模拟发现,三阶色散正负主要决定了脉冲的振荡波形性质,克尔效应与双光子吸收对脉冲波形起调制作用,自由载流子效应则可以忽略.初始啁啾参数的正负存在影响了脉冲的振荡强弱变化和脉冲中心的漂移的趋势,并且无论是正啁啾还是负啁啾,脉冲振荡与漂移都随着啁啾的增大而更加剧烈,同时啁啾正向增大与负向增大,都将导致脉冲展宽越严重致主峰峰值越低.     

薄包层啁啾长周期光纤光栅的色散补偿

为了提高啁啾长周期光纤光栅(LPFG)光纤通信的色散补偿能力,提出了利用薄包层啁啾LPFG进行包散补偿的方法.首先介绍了根据传输信号确定啁啾LPFG的啁啾系数、光栅长度等参数的方法.然后利用上述方法设计了对光纤中传输的中心波长为1550 nm,带宽为0.2nm的信号进行色散补偿的薄包层啁啾LPFG.利用耦合模理论及传输矩阵法计算了约1m长的此种啁啾LPFG的色散,结果表明可以补偿该光信号通过46 km光纤所产生的色散.进一步分析了切趾函数、啁啾系数、交叉耦合系数等参数对薄包层啁啾LPFG色散的影响.     

啁啾调幅相干探测激光雷达关键技术研究

使用窄线宽半导体激光器、声光移频器、马赫-曾德尔幅度调制器以及全光纤相干光路,构建了一套基于平衡相干探测与啁啾调幅的激光测距实验系统。介绍了啁啾调幅相干激光雷达的工作原理,完成了基于直接数字合成(DDS)技术的啁啾信号生成及射频信号处理电路的设计。对实验系统的时间分辨力与最小可探测功率进行了测试,对实验出现的一些现象进行了分析。     

基于半导体光放大器中交叉增益调制效应的波长转换啁啾特性的分析

对基于半导体光放大器中交叉增益调制效应的波长转换后信号的啁啾特性进行了分析。研究了输入信号光和参考光和功率、波长、转换速率、信号光消光比以及半导体光放大器的偏置电流对转换后信号啁啾的影响。     

飞秒激光器中超宽带色散补偿啁啾镜对的设计

根据设计目标和制备要求, 以双啁啾作为啁啾镜膜系初始结构设计方法, 详细分析了双啁啾调制系数以及双啁啾层数对啁啾镜反射特性和色散特性的影响, 确立了两者之间的最佳取值组合. 利用分析结果设计了单个啁啾镜, 并实现了啁啾镜的配对设计, 获得了600–1050 nm范围内反射率大于99.5%, 平均群延迟色散-40 fs², 振荡小于± 20 fs²的啁啾镜对, 满足了钛宝石飞秒激光系统的色散补偿要求. 关键词： 超快激光 色散补偿薄膜 双啁啾镜 啁啾镜对     

非对称单侧曝光切趾使啁啾光纤光栅获得优化性能

利用谐振理论对啁啾光纤光栅时延纹波和反射谱边瓣的形成原因进行了分析，研究了单侧曝光切趾方式中引入的非常数直流折射率调制分量对啁啾光栅特性的影响，阐明了切趾技术提高啁啾光纤光栅性能的作用机理，提出了一种能够使啁啾光纤光栅获得优化性能的切趾方法，该方法只需对光栅进行单侧曝光，实现简单. 关键词： 光纤布拉格光栅 切趾 群时延 反射谱     

拉锥型啁啾光纤光栅滤波器的研究

本文主要对拉锥型啁啾光纤光栅滤波器进行详细的理论分析和实验研究. 结合传输矩阵法, 谐振理论和耦合模理论, 深入细致地分析了啁啾光纤光栅自身参数 (光栅长度, 折射率调制幅度, 啁啾系数), 拉锥参数和锥区损耗对拉锥型啁啾光纤光栅滤波器透射谱的影响, 并研究拉锥对啁啾光纤光栅各波长反射率影响. 在此基础之上进行相应的数值仿真及实验验证, 数值仿真与实验结果基本一致. 关键词： 光栅拉锥 啁啾光栅 传输矩阵法 滤波器     

等谱宽脉冲高斯光束的载波相位漂移

采用复 q 参量法对啁啾脉冲高斯光束在自由空间中的传输进行了分析.在啁啾脉冲光束谱宽相等的条件下,采用数值方法,分别研究了其载波相位在传播方向与径向上的漂移情况.研究表明:在光轴上远场,载波相位漂移量趋近于-π/2;在原点附近,存在一个近线性分布区间,其变化率与瑞利长度成反比;介于两者之间,正啁啾使载波相位有更大的漂移,而负啁啾的作用与之相反.在径向方向上,啁啾系数越大,载波相位漂移量越大,变化越快,且其经历0点的位置也更靠近光轴.     

一种倍频因子及输出相位连续可调的微波光子移相系统

提出一种倍频因子连续可调,且相位连续变化的微波光子移相系统.系统主要由两个集成双偏振双平行马赫增德尔调制器组成,在不使用光滤波器的情况下,调节双平行马赫曾德尔调制器及相位调制器的射频驱动和直流偏置电压,生成二倍频,三倍频,…,六倍频微波信号,同时实现输出微波信号相位0～360°连续可调.仿真结果表明,当射频信号频率为10GHz时,可分别产生频率为20、30、40、50、60GHz的微波信号.调节相位调制器的直流偏置电压与半波电压比值从-1到1变化时,对应微波信号的相位从-180°到180°变化.此外,分析了调制器消光比对输出微波信号光载波抑制比和电杂散抑制比的影响,以及90°电桥相位平衡对微波信号相位漂移和幅度波动的影响.     

利用电光强度调制器频移特性实现可调延迟

针对光纤通信系统中数据同步处理时对脉冲可调延迟的要求,提出了一种可调延迟器的结构设计方案。对电光强度调制器(EOIM)的光频移特性进行了研究,基于EOIM对各级边带和强度的调制作用,利用EOIM对受激布里渊散射慢光装置中的泵浦光进行强度调节,从而实现延迟量可调。建立了可调延迟的数学模型,通过实验研究分别得出了在一定微波调制功率下EOIM调制深度和直流偏置电压随脉冲延迟量的变化关系。从实验结果中可以看出:在引起失真的主要因素为零的情况下,当直流偏置电压为半波电压的1/2时,脉冲相对群延迟随调制深度的增大逐渐减小;当调制深度为1.39时,脉冲相对群延迟随直流偏置电压的增大逐渐增大,延迟量最大可达到未调制情况下的1.106倍,实现了较大范围的延迟量调节。     

All-optical coherence-free microwave filter with switchable passbands based on phase and intensity hybrid modulation

A simple all-optical coherence-free microwave notch filter is proposed and experimentally demonstrated. The filter with switchable passbands is based on a single-wavelength optical source and phase-intensity hybrid modulation scheme. The DC bias voltage applied to the Mach-Zehnder intensity modulator can be adjusted to switch signs of the tap coefficients, which affect the baseband response. Both lowpass and bandpass filtering responses are observed in the experiment and agree well with the simulated results.     

调制器低偏置方案优化光电振荡器相位噪声

提出了采用调制器低偏置方案来降低光电振荡器(OEO)的相位噪声方案并得到了实验验证.调制器的大光功率注入与低偏置点设置能够降低噪信比,进而降低输出信号的相位噪声.实验证明,当60 mW光功率注入时,在低偏置点能得到相噪的最低值,该值比正交偏置点对应的相噪值下降了2.8 dB.     

用于显示的透射型法布里-珀罗光调制器

提出了一种用于显示的,基于透射型法布里-珀罗干涉的微机电系统(MEMS)光学调制器。基于多光束干涉原理分析了调制器的光学特性,推导出了调制器结构的特征参量。分析表明,当调制器的腔长为cλ/4时,透射光可以实现暗态显示;当调制器的腔长取为零或cλ/2时,透射光可以实现亮态显示。通过控制法布里-珀罗腔长,就可实现调制器的明暗调制。理论上证明了该调制器用于显示的可行性。设计了一种基于微机电系统的透射型法布里-珀罗光学调制器结构,该调制器的理论衬比度达到150。仿真结果表明,该调制器具有2.4 V的低电压静电驱动性能。     

微通道板二次电子倍增过程的三维数值模拟

在CST Particle Studio环境下建立了长径比为40的铅玻璃MCP的三维结构,将有限积分法与蒙特卡罗方法相结合,模拟了直流和高斯脉冲偏置下微通道内二次电子倍增过程,得到了通道轴向二次电子云密度的动态分布曲线。结果显示,二次电子云在通道轴向成高斯分布;在直流偏置下电子云在漂移过程中密度逐渐增大,分布逐渐变得集中,当电子云漂移至靠近输出电极位置时密度达到最大;在高斯偏置下,脉宽对电子倍增过程有决定性影响,当脉宽大于二次电子平均渡越时间时,倍增过程与直流偏置相似。     

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ECRH阳极高压电源系统由高压直流电源及调制器两部分组成。高压直流电源采用晶闸管调节升压变压器的输入电压,在低电位端利用三极管串联线性调整输出DC电压,控制器采用了内外双闭环控制技术,其最大输出为30kV/130mA;调制器使用真空四极管为核心部件。使用仿真软件对电路进行了优化设计。独立调试实验及HL-2A装置放电实验数据表明,该电源系统具有大范围调压、低纹波输出、快速调制等特点。     

一种弹光调制器精确定标微系统设计

弹光调制器利用各向同性晶体受迫振动后产生的双折射效应,对入射的偏振光进行相位调制,在偏振调制及测量方面具有重要应用.弹光调制器的相位延迟是其关键指标参数,实际应用时需对驱动电压与相位延迟进行标定.但传统的弹光调制器定标系统中的元件体积较大,且在使用前完成标定,误差大.为了使弹光调制系统能够实现实时定标,达到精确定标的目...     

Si2N2O基体铌酸锂调制器有限元法研究

提出一种新型基于Si2N2O基体的LiNbO3行波调制器,利用有限元方法对该调制器进行数值分析并获得调制器的优化结构尺寸.该新型调制器带宽达到120 GHz,半波电压为3.5 V,特性阻抗为50.2 Ω.结果表明该调制器具有大的调制带宽和良好的阻抗匹配,在未来光通信中具有很好的应用前景.     

Responsivity analysis of micro-bolometer under pulsed bias

The physical thermal model for micro-bolometer under pulsed voltage bias is built, and the current responsivity expression of the micro-bolometer based on this physical thermal model is approximatively obtained in theory, which is in accordance with the numerical calculation of micro-bolometer current responsivity. Theoretical analysis shows that the current responsivity parameter is changed with voltage bias time, and this indicates that the current responsivity of micro-bolometer under pulsed voltage bias can be controlled by adjusting useful voltage bias time which is equal to micro-bolometer current integration time. The expression of the current responsivity parameter reveals key factors relevant to the output signal signal-to-noise of micro-bolometric focal plane array, and theoretically gives one of the directions to increase the output signal signal-to-noise of micro-bolometric focal plane array.     

Photonic microwave multi-band frequency conversion based on a DP-QPSK modulator for satellite communication

We propose and demonstrate a simple, flexible and stably operated multi-band frequency conversion approach based on a dual-polarization quadrature phase shift keying modulator (DP-QPSK). The modulator incorporating two dual parallel Mach–Zehnder modulators (DPMZMs) which perform as OFC generator and +1st carrier suppressed single sideband generator, respectively, to achieve the purpose of frequency conversion. The theoretical analysis indicates that by properly adjusting six DC bias points in the integrated modulator and two modulation indices, a frequency of received RF signal can be directly converted into different frequencies that cover different bands simultaneously. The simulation results verified the possibility. For example, the received C band frequency of 3.8 GHz can be converted into X, Ku, K and Ka bands. An X band frequency of 9.6 GHz can be down-converted to C band and up-converted to Ku, K, Ka band. In addition, the simulation also focuses on how the adjustable parameters (such as DC bias points and modulation index) influence the conversion results. It demonstrates stable conversion efficiency against the DC drafting.