级联掺磷光纤喇曼激光器的解析优化

讨论了二级级联喇曼光纤激光器的解析解和优化设计.通过引入几何平均功率、增益因子和归一化光纤有效长度,将描述泵浦光和斯托克斯光沿喇曼增益光纤分布的微分方程组简化成代数方程组,在对泵浦光采用线性传播近似后,获得了二级级联喇曼激光器的解析解.所获得的解析解同数值模拟结果吻合得很好.利用该解析解可方便和快速地讨论级联喇曼激光器的优化设计,计算不同泵浦功率下的最佳光纤长度、输出光纤光栅反射率和转换效率.泵谱功率越大,最佳光纤长度越短,最佳输出光纤光栅反射率越小.     

双向反馈布里渊-喇曼光纤激光器输出特性

设计了一种双向反馈布里渊-喇曼光纤激光器,研究了布里渊泵浦对输出特性的影响.布里渊-喇曼光纤激光器由一段7km色散补偿光纤、1 455nm喇曼泵浦、可调谐激光器及双反馈环组成.喇曼泵浦功率固定在250mW,布里渊泵浦工作波段在喇曼峰值增益处附近,可得到较多波长数输出.随着布里渊泵浦功率增加,相邻的布里渊斯托克斯光和经背向瑞利散射的斯托克斯光之间功率差减小,同时各阶斯托克斯光平均强度增加并达到饱和.受色散补偿光纤中喇曼交叉增益影响,布里渊泵浦功率由1.8dBm增加到6.9dBm,输出多波长数先增后减.当布里渊泵浦功率为4.4dBm时,对应输出波长数最多,为37个,波长间隔0.078nm.     

多泵浦光纤喇曼放大器的模拟分析

通过使用综合理论模型对不同配置条件下的多泵浦分布式光纤喇曼放大器的增益谱进行了数值模拟研究,该理论模型包含了瑞利散射、放大自发辐射和不同交互效应,包括泵浦与泵浦、泵浦与信号和信号与信号之间的交互与能量转移.模拟研究了泵浦源功率、泵浦源波长间隔及光纤损耗对喇曼增益谱的影响,结果表明设计多泵浦光纤喇曼放大器需要对泵浦源功率、泵浦源波长间隔光纤损耗谱进行综合考虑,需对泵浦源功率、泵浦源波长间隔进行合理配置.在本文的泵浦源波长设定条件下,考虑实际光纤的损耗谱特性,为了获得大的增益带宽和小的增益不平坦度,短波长泵浦源和最长波长的泵浦源需要更高的泵浦功率,中间波长泵浦源的功率应较低.     

喇曼光纤放大器阈值分析

基于泵浦未耗尽和洛仑兹线形假设对G652,G653,G655,LEAF四种光纤用作喇曼增益介质时的喇曼阈值进行了分析结果表明:喇曼域值同泵浦模式,光纤的有效面积有关,同向泵浦的域值低于反向泵浦,并且域值随光纤有效面积的增加而增加四种光纤中,G653光纤的域值最低,为0.222W.     

F-P腔喇曼光纤激光器的实验研究

近年来,随着社会信息传输量的急剧增加,人们对喇曼光纤放大器的研究越来越重视,因为它可放大掺铒光纤放大器所不能放大的波段．由于喇曼光纤放大器基于受激喇曼散射效应,一般具有较高的泵浦阈值,需要较大功率的泵浦源．目前较为适用的泵浦方法有两种：采用多个半导体耦合复用和利     

皮秒激光瞬态受激喇曼散射的实验研究

本文采用对撞脉冲锁模Nd:YAG激光器输出10ps脉冲串,经KTP非线性晶体腔外倍频,泵浦喇曼介质为二甲亚砜(DMSO)液体.实验研究了不同透镜焦长、焦点位置及不同喇曼介质氏度对瞬态受激喇曼散射的影响,获得了能量转换效率分别为45.6%和10.5%的前、后向一阶斯托克斯-喇曼散射光,并对实验结果进行了讨论.     

旋光纤喇曼放大器中ASE噪音模型及仿真计算

通过分析旋光纤喇曼放大器中信号光、抽运光的非线性薛定谔波动方程及放大自发辐射噪音特性,提出一种能同时在旋光纤喇曼放大器中产生预计波形放大自发辐射噪音,又方便计算的方法.根据放大自发辐射噪音时域特性,建立并在波动方程中加入放大自发辐射非高斯噪音模型.在考虑旋光纤双折射的非线性效应同时,通过分步傅里叶法对波动方程求解,计算了旋光纤喇曼放大器中的放大自发辐射噪音,并与实验结果吻合.     

旋光纤喇曼放大器中ASE噪音模型及仿真计算

通过分析旋光纤喇曼放大器中信号光、抽运光的非线性薛定谔波动方程及放大自发辐射噪音特性,提出一种能同时在旋光纤喇曼放大器中产生预计波形放大自发辐射噪音,又方便计算的方法.根据放大自发辐射噪音时域特性,建立并在波动方程中加入放大自发辐射非高斯噪音模型.在考虑旋光纤双折射的非线性效应同时,通过分步傅里叶法对波动方程求解,计算了旋光纤喇曼放大器中的放大自发辐射噪音,并与实验结果吻合.     

后向泵浦高功率掺镱光纤放大器的非弹性散射效应

在考虑受激布里渊散射和受激喇曼散射效应的基础上,数值求解了双包层掺镱光纤放大器的速率-传输方程,分析了后向泵浦高功率掺镱光纤放大器在不同信号光线宽、光纤长度和纤芯直径下的输出特性,研究了受激布里渊散射和受激喇曼散射的抑制条件。计算结果表明:在后向泵浦方式下,若掺镱光纤长度小于0.68 m,纤芯直径大于26 μm,信号光线宽大于0.04 nm,则放大过程中的受激布里渊散射和受激喇曼散射能同时得到有效抑制。     

压缩系数可控的光脉冲压缩器

提出了一种压缩系数可控的光脉冲压缩器.该脉冲压缩器主体包括梳状色散分布光纤（CDPF）和喇曼放大器两部分.梳状色散分布光纤由多段色散位移光纤和单模光纤拼接而成,具有喇曼增益介质的功能.对一给定的光脉冲序列,可以通过控制泵浦功率实现脉冲压缩器的压缩率可调.通过对非线性薛定锷方程的数值模拟,这一光脉冲压缩器的性能得到了验证.当光脉冲在CDPF中传输时,脉冲得到压缩并且被放大.对喇曼泵浦功率来改变可以得到不同的输出脉宽.通过优化CDPF的结构,得到了喇曼泵浦功率和压缩系数之间很好的线性关系.     

卫星振动对星间光码分多址系统性能的影响

卫星振动是影响星间光CDMA通信系统性能的一个重要因素.考虑多用户干扰、背景光噪音、热噪音、接收机噪音和卫星振动,给出了基于PPM信号格式的星间二维光CDMA通信系统的系统模型.采用数值分析的方法,详细分析了卫星振动对该系统误码率性能的影响.结果表明,码速率、通信波长和卫星振动都会影响星间二维光CDMA通信系统的误码率性能.当卫星振动标准偏差σ≤4×10－7时,卫星振动对系统误码率性能的影响较小;当卫星振动标准偏差σ≥1.2×10－6,卫星振动对系统误码率性能的影响很大,得到的误码率难以满足系统的通信要求,需要采用卫星振动抑制或补偿等技术提高星间二维光CDMA通信系统的误码率性能.     

Adaptive detection technique for optical wireless communication over strong turbulence channels

Optical wireless communication (OWC) systems use the atmosphere as a propagation medium, so the atmospheric turbulence effects lead to fading related with signal intensity. The received signal of OWC over strong turbulence channels is assumed to be a mixture of K-distributed fading and Gaussian distributed thermal noise. Second-order spectral analysis is unable to separately estimate the mixed signal. In order to mitigate the fading induced by turbulence, the decision threshold-updating algorithm based on second and higher order cumulants is proposed and is able to operate in an unknown turbulence environment. The performance of the adaptive processing scheme has been evaluated by means of Monte Carlo simulations. Simulation results show the improvement of the bit error rate (BER) performance.     

多噪音背景下引入光硬限幅器及并行干扰抑制器的光码分多址系统

为了抑制光码分多址中的多址干扰及多噪音,提出了一种引入光硬限幅器及基于最大值判决的并行干扰抑制器的光码分多址系统.在系统中存在APD噪音及热噪音的情况下,研究了系统对多址干扰的抑制作用.系统采用光正交码作为地址码,APD作为光电检测器,分析推导了系统的误码率表达式.根据所得的误码率表达式,进行了数值仿真,比较了该方法与其他方法的多址干扰抑制效果.研究结果表明:与现有其他有效方法(单比特引入一个光硬限幅器、单比特引入两个光硬限幅器、多比特传输、多比特引入光硬限幅器、基于最大值判决的并行干扰抑制器等)相比,本系统对多址干扰的抑制作用优于并行干扰抑制器、多比特传输、多比特引入光硬限幅器方法|当接收功率较低时,该系统优于引入双光硬限幅器的方法,因此可以有效的抑制多址干扰及多噪音.     

多噪音背景下引入光硬限幅器及并行干扰抑制器的光码分多址系统

为了抑制光码分多址中的多址干扰及多噪音,提出了一种引入光硬限幅器及基于最大值判决的并行干扰抑制器的光码分多址系统.在系统中存在APD噪音及热噪音的情况下,研究了系统对多址干扰的抑制作用.系统采用光正交码作为地址码,APD作为光电检测器,分析推导了系统的误码率表达式.根据所得的误码率表达式,进行了数值仿真,比较了该方法与其他方法的多址干扰抑制效果.研究结果表明:与现有其他有效方法(单比特引入一个光硬限幅器、单比特引入两个光硬限幅器、多比特传输、多比特引入光硬限幅器、基于最大值判决的并行干扰抑制器等)相比,本系统对多址干扰的抑制作用优于并行干扰抑制器、多比特传输、多比特引入光硬限幅器方法;当接收功率较低时,该系统优于引入双光硬限幅器的方法,因此可以有效的抑制多址干扰及多噪音.     

Performance evaluation of Fi-Wi network based on SCM–optical code division multiple access architecture

This paper investigates the performance of a spectral amplitude coding (SAC)–OCDMA system design utilizing subcarrier multiplexing techniques for use in the popular fiber-wireless (Fi-Wi) technology. Zero cross correlation code is employed because of its ability to eliminate phase induced intensity noise (PIIN) and the simplicity of using a direct detection technique at the receiving end. The performances are evaluated theoretically to derive the signal-to-noise ratio and results are presented in terms of bit error rates (BER). Results are analyzed to investigate the effect of code weight and variable data rates on the system performance. To validate the results, simulative analysis is also done using Optisys version 6.0. We demonstrated that the ZCC code performed better compared to other code for a BER floor of 10⁻⁹ with larger cardinality of subscribers. Results obviously indicate that system performance can be improved with larger code weight. In addition, the choice of lower bit rate is observed to perform better and more suitable for application in this hybrid Fi-Wi network.     

自纠错码在PWAM光纤传输系统中的应用

基于自纠错码的二级脉冲幅度调制与脉冲宽度调制(PWAM)光纤传输技术,对系统中的接收机灵敏度进行了分析.在模拟信号信噪比不小于50 dB,数字信号误码率不低于10－9情况下进行仿真.结果表明,在没有增加系统复杂性的前提下,使用自纠错码时二级脉冲幅度调制以及脉冲调制光纤接收机灵敏度将有1.1 dB的改善.     

时域相位光码分多址系统性能分析

给出了时域相位光码分多址系统(OCDMA)的噪声模型,提出了由码间串扰(ISI)所引起的自差拍噪声(SB)概念.利用鞍点近似法分析了多址干扰(MAD、码间串扰、自差拍等噪声对系统性能的影响,给出了系统误码率公式.对最佳门限接收系统以及采用光硬件限幅器的系统性能进行了仿真研究.表明"1"码的误判概率是影响系统的决定性因素.也是开关键控(OOK)系统难以克服的主要问题.最后给出一种采用双编/解码器平衡检测系统的原理框图,分析其性能,并与传统OOK系统比较,结果表明其性能有较大的提高.     

Performance evaluation of path-averaged soliton pulses in loss-managed 10-Gbps soliton transmission link over a long haul

In this paper, the performance evaluation of path-averaged soliton transmission link for various performance measures viz. OSNR, optical power, extinction ratio, bit error rate (BER) and Q factor at different levels of noise figure and values of pulse width (FWHM) has been carried out. The performance of soliton transmission link is studied, taking into account soliton interaction, amplified spontaneous emission (ASE) noise and noise figure. The model presented considers interaction in a random sequence of solitons and the effect of the ASE noise added in each amplification stage. The influence of ASE noise, noise figure and pulse width with different amplifier spacing on the BER and quality factor has been investigated. It has been shown that these play dominant roles in degrading the performance measures. We have demonstrated the capability of path-averaged (guiding-centre) soliton for a long-haul distance of 17,000 km at a bit rate of 10 Gbps without ASE effect and noise figure in each amplifier span length of 500 km. The average value of quality factor is found to be 16.6 dB and the average BER is of the order of 10⁻¹² over the transmission distance of 17,000 km. Further, it has been investigated that a severe system penalty results on the inclusion of ASE effect and noise figure in order to achieve the same level of performance. Thus, the investigations ascertain that in order to maintain the same level of BER and Q factor, the amplifier spacing and total transmission distance reduce considerably.     

基于最大值判决及光硬限幅器的光码分多址并行干扰抑制系统

针对光码分多址（OCDMA）的多用户干扰问题,提出一种引入光硬限幅器、基于最大值判决的光码分多址并行干扰抑制系统.该系统在发送端对比特“0”和比特“1”分别使用一个地址码和它的移位变形进行映射,以避免发送比特“0”时无光脉冲通过的问题,实现并行干扰抑制;在接收端光电检测器前引入一个光硬限幅器,判决电路采用最大值判决,以避免门限判决所引起的误判,进一步减小多用户干扰.阐述了其工作原理,系统采用光正交码作为地址码,PIN光电检测器,分析推导了系统的误码率表达式,进而对新型系统的多用户干扰抑制作用进行误码性能仿真.仿真结果表明,当信号光子到达率为25时,新型系统比常规系统的误码性能改善10个数量级以上,比常规并行干扰抑制系统改善2个数量级以上.     

DWDM VSB modulation-format optical transmission: Effects of optical filtering and electrical equalization

The transmission of 40 Gb/s wavelength multiplexed channels under vestigial single side band modulation format is transmitted over long haul optically amplified fiber systems. Bit-error-rate (BER) of 10⁻¹² or better can be achieved across all channels. Optical filters are designed with asymmetric roll-off bands. Simulations of the transmission performance, BER versus receiver sensitivity are demonstrated with wavelength channel spacing of 20–40 GHz. An optical filter, whose passband is 28 GHz and 20 dB cut-off band, performs best for 40 Gb/s bit rate due to optimum filtering and minimum noise contribution. Furthermore the single-sideband property of VSB format can assist linear equalization by electronic processing. The transmission performance is accurately evaluated based on the eye opening using a fast statistical method based on an equivalent Gaussian probability density distribution (pdf) which is derived from multiple peaks pdf of distorted eye diagram.