高频半导体激光器组件及其特性的研究

本文使用ＤＣ－ＰＢＨ型激光二极管芯片，设计制作了实用化封装形式的激光器组件；在理论上和实验上研究了组件的封装模型和小信号频率调制特性，其光响应３ｄＢ带宽大于１．８ＧＨｚ。该器件可满足六次群的光通信系统的带宽要求，也可用于ＧＨｚ级的微波副载波光通信系统。     

半导体激光器同轴封装的高频影响:分析与实验

存高频调制下,封装对半导体激光器的影响非常显著。通过分析封装前后激光器散射参量之间的火系,推导出可用于分析半导体激光器封装高频影响的两种方法：预测法和评价法,从而提供了分析激光器封装的另外两种等价方法。实验中,对同轴（TO）封装的高频特性进行了测试和分析,分析结果与传统比较法的测试结果吻合表明新方法有效。实验表明在10．2GHz以内同轴封装不会降低半导体激光器的频响带宽,即同轴封装的带宽可达10GHz,且发现同轴封装巾电感和电容元件之间的谐振效应对器件的顿响具有补偿作用。两方法可为筛选光电子器件封装提供依据,并为优化封装的设计提供参考。     

一种微波光子探测器组件的封装设计与实现

为实现微波光子系统的高集成度、高可靠性,进行了一种微波光子探测器组件的封装设计与实现。介绍了定制化封装设计思路,选择可伐合金作为壳体材料,采用的卧式贴装方案中选用斜面透镜光纤,给出了封装工艺流程和关键工艺点,最终封装的组件光电耦合效率在68%～79%之间,满足总体指标需求。该组件通过混合集成封装方法,实现了微波芯片与光子芯片在同一封装内的阵列化集成及气密性封装。该组件的封装设计与实现方法,可用于其他微波光子产品,有助于提升光载射频传输系统的集成度与可靠性。     

带状注行波管E面和H面宽带耦合器

设计和分析了应用于W波段带状注行波管的E面多孔输入输出耦合器和H面多孔输入输出耦合器。研究表明,采用多孔耦合,不仅可以实现电磁场与电子注的汇聚和分离,还可以实现极宽工作带宽。HFSS仿真分析结果表明:E面多孔定向耦合器1dB相对带宽达43GHz,且隔离度优于20dB的相对带宽达到40GHz;H面定向耦合器在E面耦合器的10个耦合孔数的基础上,通过增加2个耦合孔数,1dB相对带宽提升到30GHz,且隔离度大于15dB的相对带宽达到32GHz。两种新型耦合器在极宽的工作带宽内实现低反射、高隔离的性能。与E面耦合器相比,H面耦合器易于加工和利于与周期永久磁体的封装集成。     

纤维光学 光纤材料与制备

TN25 2005053633 光通信用塑料光纤及其系统应用=Plastic optical fiber for optical communication system and its application[刊,中]／ 武鹏(北京邮电大学光通信与光波技术教育部重点实验 室．北京(100876)).任晓敏…∥光通信技术．-2005,29 (5)．-42-46 详细分析了塑料光纤的结构、特性以及其相关通信系 统网络组件;应用质子注入技术解决了塑料光纤通信系统 光探测器光敏面积和响应带宽之间的矛盾;最后通过最新 的塑料光纤通信系统应用总结了塑料光纤的现状,讨论了 POF通信系统其面临的问题。图3表1参17(于晓光)     

长春光机所高速垂直腔面发射激光器研究进展

高速垂直腔面发射激光器（VCSEL）是高速光通信的主要光源之一,受数据流量的迅速增长牵引,高速VCSEL正向更大带宽、更高速率方向发展。长春光机所团队通过优化VCSEL外延设计和生长、器件设计和制备、以及性能表征技术,在多个波长的高速VCSEL的调制带宽、传输速率、模式、功耗等性能方面取得了显著进展。实现高速单模940 nm VCSEL 27.65 GHz调制带宽和53 Gbit/s传输速率;通过波分复用基于850 nm、880 nm、910 nm和940 nm高速VCSEL实现200 Gbit/s链路方案;通过光子寿命优化,实现高速VCSEL低至100 fJ/bit的超低能耗;实现1 030 nm高速VCSEL 25 GHz调制带宽;实现1 550 nm高速VCSEL 37 Gbit/s传输速率。研制的高速VCSEL在光通信等领域有重要应用前景。     

带宽为56.978 GHz光拍频信号实时测量

瞬态宽带宽光信号广泛存在于激光干涉测速、光通信等领域,具有宽带宽、非重复性的特点,但现有的直接或间接光脉冲测量技术还无法应用于此类信号的测量。利用时间-波长映射的啁啾光脉冲和四波混频效应对瞬态光信号进行超高速光采样,通过采用时间拉伸技术和色散介质,放大其时间尺度,成倍提高了后端电子记录系统的带宽及采样率。实验结果表明,该方法可以实时测量带宽为56.978GHz的光拍频信号,等效测量时间分辨率为3.7ps,证实了所提方法的有效性。     

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.     

高速雪崩光探测器同轴封装的高频分析

基于频率响应理论模型,分析了同轴封装的雪崩光电探测器的高频特性.包含芯片、键合金丝、跨阻放大器和同轴管座等各部分的高频特性及对器件高频特性的影响.通过调节封装过程中不同键合金丝引入的电感参量,可以得到不同现象的频率响应.最后考虑实际工程条件,优化得到了10 GHz的-3 dB带宽的同轴封装雪崩光电探测器件.     

光子集成射频自干扰消除系统性能仿真分析

针对全双工通信系统设计了光子集成射频自干扰消除功能芯片.该芯片采用相位调制将射频信号转换至光域,在光域内进行光载射频信号的幅相调控以实现干扰对消功能.对功能芯片中主要功能单元进行优化设计后,延时调谐范围为0～10ps,30GHz带宽内的延时抖动小于0.1ps;滤波响应阻带抑制度为36.5dB,通带带宽为60.6GHz,边沿陡峭度为9.2dB/GHz.建立了光子集成芯片射频自干扰消除系统的理论模型,对功能芯片中可调光延时线、可调光衰减器及滤波器等引入的延时、幅度不匹配对系统消除性能的影响进行了仿真分析.结果表明,幅度失配量为0.02dB时,2GHz带宽信号下系统抑制度为-42.7dB;延时抖动为0.07ps时,2GHz带宽信号下系统的抑制度为-37dB.研究结果可为光子集成射频干扰抑制功能芯片的研制提供参考.     

Narrowband optical filter, with a variable transmission spectrum, using stimulated Brillouin scattering in optical fiber

A novel shape-adjustable narrowband optical filter utilizing stimulated Brillouin scattering in an optical fiber is proposed and demonstrated. In this scheme, binary-phase-shift-keying modulation is applied to the pump wave to broaden and shape the Brillouin gain spectrum. By choosing an appropriate modulation data pattern, we realized a flat-top steep-cutoff optical bandpass filter with a 3-dB bandwidth of 1.5 GHz and a 10-dB bandwidth of 2 GHz is realized. In addition, a tunable optical notch filter is also realized by deamplification of the anti-Stokes wave.     

一种新型的专用于光学相干层析系统的宽带光纤光源

报道了一种新型的专用于光学相干层析系统的输出光谱为准高斯型的宽带超荧光光纤光源.该光源采用掺饵光纤作为增益介质.其关键技术是在抽运源的输出端增加了光耦合器，并在光源输出端插入多级长周期光纤光栅对铒离子的自发光谱进行调制和整形；同时采用光控器和温控器来控制抽运源的输出以提高光源输出功率的稳定性.该光源的中心波长为1.57μm，输出光谱的3dB带宽大于75nm，输出功率为27mW.实验结果表明，该光源输出光谱的自相关函数的旁瓣峰被大大削弱，可以满足光学相干层析系统的应用. 关键词： 光学相干层析术 超荧光光纤光源 长周期光纤光栅 光耦合器     

一种新型可调谐锁模光纤激光器

利用法布里-珀罗腔的激光二极管作为调制器件，实现环形腔光纤激光器的主动锁模。并利用法布里-珀罗腔的激光二极管的多纵模特性，把激光二极管当作一梳状滤波器，通过偏振控制器来调整入射到激光二极管内光的偏振态，同时均衡腔内增益，得到波长大范围可调谐的锁模激光，其脉冲宽度约为48ps，脉冲重复速率2GHz。     

Tunable slow and fast light with large bandwidth in the band-edge of gain spectrum of the wide band fiber optical parametric amplifier

We propose a novel method theoretically to generate the slow and fast light with large bandwidth and low gains, which is based on the parametric process in fiber. In our scheme, the wide band fiber optical parametric amplifier is employed and the whole signal bandwidth should be located at a certain frequency range of the band-edge of gain spectrum, and then signal waves will be delayed or advanced with low signal gains because of the peculiar feature of signal gain and phase shift. By changing the pump power, the delay time is continuously-tunable optically. The ultimate delay bandwidth and the delay bandwidth product are constrained by the shape of time delay spectrum. Our simulation verifies that 22.4 ps delay or advanced time for the bandwidth of 10 GHz with little distortion can be obtained at certain wavelengths in the optical communication waveband, and their gains are nearly zero. The tunable range is from 0 ps to 22.4 ps for the signal bandwidth of 10 GHz, and it is from 0 ps to 15.6 ps for the bandwidth of 15 GHz. This type of slow and fast light in wide band FOPA has the potential capability to produce the tunable slow and fast light for large bandwidth with low signal gains in future.     

Poly(styrene)-based graded-index plastic optical fiber for home networks

We investigated poly(styrene) (PSt)-based graded-index plastic optical fiber (GI-POF) with low loss and high bandwidth for home networks. To install the GI-POF in home networks, the attenuation must be below 200 dB/km at a 670-680 nm wavelength, and the bandwidth must be over 2.0 GHz for the 50 m fiber. In this study, we selected a dibenzothiophene (DBT) as a dopant to PSt, and we fabricated PSt-DBT-based GI-POF. We confirmed that the PSt-DBT-based GI-POF has high bandwidth (4.4 GHz) for 50 m fiber and low loss (166-193 dB/km) at a 670-680 nm wavelength and obtained the GI-POF that satisfied the requirements for home networks.     

研制超宽带全光取样示波器设备

全光取样示波器是研究与开发超高速光通信系统和光子交换网络的关键性测试仪器设备. 本文简介了我们自行设计和研制出的超宽带全光取样示波器设备的实验样机系统, 并报道了我们已取得的初步实验结果. 采用自主研发的高稳定性被动锁模飞秒光纤激光器作为该光学示波器的光脉冲取样源, 我们通过利用高度非线性光纤中的四波混频效应, 成功地实现了对脉宽为1.8ps、重复频率分别为10GHz和40GHz的光脉冲信号的全光取样. 然后通过数字信号处理和计算机图形处理, 得到了再现后的超短光脉冲信号波形, 并测出了其脉冲宽度值为2.3ps. 借助于该光学取样示波器实验样机, 我们还成功地完成了对脉宽为1.8ps、经过伪随机数据序列调制后的10Gbit/s和40Gbit/s光数据信号眼图的精确测量. 这是我国首次报道有关超宽带全光取样示波器设备的实际研制工作及其相应的实验测试结果. 所得到的有关超短光脉冲信号波形的测试结果也与用70GHz宽带电子示波器和超快光电探测器组成的常规光电测量系统所获得的结果进行了比较, 清楚地表明了我们研制出的全光取样示波器实验样机比后者具有更高的时间分辨率和更大的测量带宽.     

Dispersion compensation using high-positive dispersive optical fibers

The common and traditional method for optical dispersion compensation is concatenating the transmitting optical fiber by a compensating optical fiber having a high-negative dispersion coefficient.In this Letter,we take the opposite direction and show how an optical fiber with a high-positive dispersion coefficient is used for dispersion compensation.Our optical dispersion compensating structure is the optical implementation of an iterative algorithm in signal processing.The proposed dispersion compensating system is constructed by cascading a number of compensating sub-systems,and its compensation capability is improved by increasing the number of embedded sub-systems.We also show that the compensation capability is a trade-off between the transmission length and bandwidth.We use the simulation results to validate the performance of the introduced dispersion compensating module.Photonic crystal fibers with high-positive dispersion coefficients can be used for constructing the proposed optical dispersion compensating module.     

A novel reconfigurable radio-over-fiber system based on flexible optical devices

In this paper, a reconfigurable Radio over Fiber system based on optical switches, optical multimode interference power splitter and tunable optical filters is designed, which can achieve quadrature phase shift keying wireless modulation in optical domain and switch carrier frequency between 30 and 60 GHz. The scheme can make good use of bandwidth resource and realize signal transmission in fiber within 10 km.     

基于空间滤波的光纤激光被动相位锁定技术研究

基于空间滤波的被动相位锁定,对掺Yb光纤激光阵列的相干组束进行了理论和实验研究.分析了基于空间滤波光反馈相位锁定的原理,研究了远场相干光斑Strehl比与激光波长及光谱带宽的关系.建立了二维四路掺Yb光纤放大器阵列的被动相位锁定实验系统,实现了稳定的相干耦合激光输出,远场光斑Strehl比为0.77.测得输出激光光谱中单个纵模的带宽约为9.1 GHz,与理论计算符合较好. 关键词： 光纤激光 相干合成 环形腔