半导体光放大器引起的串扰及其抑制技术

由于半导体光放大器(SOA)的增益饱和效应,在波分复用系统中.每个信道的增益受到复用的其它信道的影响.SOA引起的各信道之间的串扰严重限制了其应用.理论研究了SOA增益饱和效应引起的信道间串扰.数值模拟了多路信道复用时系统的误码率随复用信道数和光功率的变化情况,发现随着复用信道数的增加SOA增益饱和引起的信道间串扰越来越严重.对SOA中串扰的抑制方法进行了理论和实验研究.数值模拟发现连续光注入可以抑制输出功率的波动,从而减小误码率,当复用10个信道时,连续光注入可以使功率代价减小2 dB;实验验证了两信道的40 Gb/s系统中,注入连续光可以减少SOA引起的信道间串扰.     

一种基于级联半导体光放大器环镜的光串并转换器

为了实现高速光信号的降速处理,提出了一种基于级联半导体光放大器环镜(SLALOM)的光串并转换器,用于实现将高速串行光脉冲信号转换成低速并行光脉冲信号.该光串并转换器采用串联SLALOM组成,将前一级SLALOM的输出作为后一级SLALOM的输入;SLALOM之间的光传播时延为输入光信号比特周期;设置控制光与信号光脉冲时序,实现各级SLALOM光脉冲并行输出.通过采用1×10光串并转换器实现将80 Gb/s串行信号转换为10路8 Gb/s并行信号,并对控制、信号脉冲光功率和时间偏移量器件参量进行了优化.对于1×10光串并转换器,端口接收灵敏度差异小于10 dB.该光串并转换器光功率损耗小、易于扩展并行端口数目,可用于光通信领域中的高速解复用、光信号处理和光交换系统中.     

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.     

半导体光放大器非线性失真特性实验研究

对半导体光放大器（SOA）用于1 310 nm残留边带幅度调制（AM-VSB）视频光信号放大时的非线性失真特性进行了实验研究.分析了非线性失真机理.给出了当输入光信号波长位于SOA增益谱下降沿且输入光信号功率较大时,SOA所引入的非线性失真主要由其增益随输入光信号功率变化而波动所造成的结论和对应表达式.提出了减小非线性失真的方法.设计了适合于AM-VSB视频光信号放大的SOA并用于有线电视（CATV）系统实验.研究结果表明,在300 mA的工作电流下,SOA在载频647.25 MHz处引入的组合二阶互调失真（CSO）在－42 dB～－38 dB之间,并随输入光信号功率的增加而变大.     

半导体光放大器亚皮秒量级超快动态特性的研究

通过考虑脉冲频谱的增益色散，提出了一个分析亚皮秒光脉冲在半导体光放大器(SOA)中传输的新思路.分别对超快光脉冲在时域和频域内进行离散化，建立了一个更为合理的传输数值模型.基于该模型，观察到了脉冲频谱的明显漂移，并探讨了漂移量与脉冲载波波长、脉冲能量、脉冲宽度、SOA长度和注入电流等外部条件之间的关系，从理论上解释了文献没有证实的实验结果.同时，基于交叉增益调制原理，利用双光束结构，描述了载流子加热、光谱烧孔效应和双光子吸收等非线性效应引起的增益压缩.理论分析的结果为改善SOA的动态特性提供了指导. 关键词： 半导体光放大器 超快非线性效应 增益色散性     

单边带调制ROF链路中交叉相位引起的非线性串扰

利用非线性薛定谔方程,推导计算了基于光学单边带调制的光载射频链路中交叉相位调制引起的非线性串扰,建立了新的分析模型,并和抽运探测法进行了比较.该模型可以用来分析不同的ROF链路,特别是波分复用光电上转换链路.得到了单链路和波分复用链路的传输眼图.信道中由交叉相位调制引起的非线性串扰和调制频率,泵浦和探测能量,光纤长度以及信道间隔等有关,通过仿真验证了理论分析.     

OPS网络中SOA交换矩阵的串扰研究

通过对光开关和节点流量进行建模,利用新颖的等效串扰系数法,研究了基于XGM效应的SOA开关矩阵在OPS网络中的串扰问题.分析了SOA的各种参量以及节点流量特性对开关隔离度、节点中由串扰造成的误码率以及节点级联能力的影响.提出了优化SOA交换矩阵的具体措施,包括提高SOA的载流子寿命、控制脉冲能量和节点中流量的单播特性,以及降低SOA的饱和能量和有源区长度等.     

半导体光放大器超快折射率变化动态特性的研究

建立了分析半导体光放大器（SOA）飞秒量级超快动态特性的数值模型,考虑了增益色散以及群速度色散,能更精确地反映飞秒级超短脉冲经过SOA时的传输特性.基于该模型,可以分析由载流子密度脉动以及载流子加热对折射率变化的影响.同时,也考虑了不同的工作条件以及SOA的结构参数对折射率的影响.理论分析和模拟实验为优化SOA的结构、改善SOA飞秒量级超高速动态特性提供了理论指导. 关键词： 半导体光放大器 折射率动态特性 增益色散 群速度色散     

半导体光放大器增益及发光特性的理论研究

半导体光放大器(SOA)的非线性特性在光开关、波长变换、光逻辑运算中有重要的应用.研究了注入电流、入射光波长及SOA有源区长度对SOA增益和发光功率的影响.数值模拟结果表明:注入电流的增加,会引起载流子浓度的增加,且使SOA增益趋于饱和的速率加快;不同的SOA模型存在一个最佳输入光波长,在此波长附近有较好的增益特性;加长半导体光放大器有源区长度可获得更大增益,同时提高了器件的响应速率.     

行波半导体光放大器的偏振特性研究

以有源法布里－珀罗谐振腔的增益特性为基础，研究了行波半导体光放大器的偏振特性。对行波半导体光放大器的偏振灵敏度与端面反射率、增益系数、光场限制因子等诸因素之间的关系进行了理论分析和实验研究。在此基础上，讨论了改善行波半导体光放大器偏振灵敏度的若干方法，并提出了新的偏振不灵敏行波半导体光放大器结构。     

基于SOA器件的色散补偿系统

基于半导体光放大器非线性效应提出一种连续可调谐的色度色散补偿方法.利用SOA的交叉相位调制效应,对10 Gbit/s和 40 Gbit/s RZ码系统的补偿效果和补偿范围进行了仿真分析.分析结果表明,该方法在10 Gbit/s传输系统中,可以实现补偿范围为400 ps/nm的正负色散.在40 Gbit/s传输系统中,可以实现补偿范围为40 ps/nm的正负色散.在理论分析基础上,进行了10 Gbit/s传输系统下连续动态色度色散测补偿实验.实验结果表明,该方法实现了-40～60 ps/nm范围内色度色散的连续可调谐补偿.     

Electronic Filtering of Interferometric Homodyne Crosstalk in WDM Systems with Absolute Frequency Reference

Electronic high pass filtering of interferometric crosstalk noise is investigated theoretically and experimentally in systems with absolute frequency reference employing external modulation and DC balanced coding. 4 dB improvement in the tolerance to crosstalk is demonstrated.     

利用单支半导体光放大器和光带通滤波器实现40Gbps归零码到非归零码的全光转换(英文)

为了解决全光码型转换中结构复杂和速率限制的问题,提出了应用于全光网络,利用半导体光放大器的非线性效应和光带通滤波器滤出特定光谱成分来实现全归零码到非归零码的全光转换方案.基于超快半导体光放大器模型,进行了40Gbps归零码到非归零码全光转换的仿真与实验验证.实验结果表明:40Gbps归零码到非归零码全光转换的功率损耗约为2dB,与仿真结果高度吻合,验证了该方案的可行性与有效性.     

Cascaded SOA configuration for NRZ-OOK to RZ-QPSK format conversion

We propose and experimentally demonstrate an all-optical format conversion from two independent non-return-to-zero on-off keying (NRZ-OOK) signals to a return-to-zero quadrature phase shift keying (RZ-QPSK) signal using two cascaded SOAs. Within each SOA, the cross phase modulation (XPM) process is properly controlled by an assistant light. After evaluating its effect on XPM, a suitable power range of assistant light is chosen for the NRZ-OOK to RZ-QPSK format conversion. In the experiment, a RZ-QPSK signal is successfully obtained with opened demodulation eye-diagrams.     

RoF downlink transmission system using FWM effect of SOA for generating MM-Wave

We propose a millimeter wave radio-over-fiber system to provide downlink service by using four-wave-mixing effect in semiconductor optical amplifier for millimeter-wave generation. At the central station, microwave source is 5.4-GHz. The optical carrier suppression modulation scheme and semiconductor optical amplifier are employed to simultaneously generate 32.4-GHz (sextuple fundamental) optical millimeter wave and up-convert data signal. At the base station, the downstream is received by a high-speed photodiode and base data are recovered by an electrical mixer. Theoretic analysis and experimental results show that the downlink 2.5-Gb/s data is successfully transmitted over 20-km single mode fiber with less than 0.15-dB power penalty.     

Analysis of the Crosstalk in WDM Systems Caused by Cross-phase Modulation in Erbium-doped Fiber Amplifiers

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｃｒｏｓｓ ｐｈａｓｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ (ＸＰＭ )ｈａｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｍｐａｃｔｏｎｔｈｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ(ＷＤＭ )ｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ[1,2 ] .ＩｔｃａｕｓｅｓｃｒｏｓｓｔａｌｋｂｅｔｗｅｅｎｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇｃｈａｎｎｅｌｓｉｎＷＤＭｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｉｓｂｅｌｉｅｖｅｄｔｏｂｅａｓｉｇｎ…     

一种全光归零码到非归零码变换的新技术方案

报道了一种利用单只半导体光放大器和光滤波器实现全光归零码到非归零码变换的新技术方案.当探测（Probe）光和数据信号光同时输入到SOA时,基于SOA中的交叉增益调制和交叉相位调制现象,探测光光谱的后沿和前沿将分别产生红移和蓝移.通过调节光滤波器和探测光的中心波长之间的失调量,滤出光谱的特定部分,可以得到转换后的NRZ码光信号.这种新型的全光码型变换器具有结构简单、偏振不敏感、控制参量少和稳定性高的特点.分别采用仿真和实验的方式实现了20 Gbit/s光数据信号从RZ码到NRZ码的全光码型变换,并且仿真结果和实验结果相吻合.     

用于WDM光网络的一种低串扰无损耗光开关矩阵

提出了一种低串扰无损耗的光开关矩阵.该结构是在扩展Benes（DB）结构的基础上通过改进得到的称为改进的扩展Benes（IDB）结构,并通过进一步的改进得到各级改进的扩展Benes（GIDB）结构.理论分析了IDB结构和GIDB结构中串扰产生的机理和对信号的影响,比较了几种结构的信噪比和光交换容量之间的关系.发现随着光交换规模的扩大,GIDB结构相对于DB结构信噪比明显提高.实验研究了4×4的IDB、GIDB结构中串扰引起的误码率降低以及眼图的恶化情况.结果表明GIDB结构能有效减少串扰的影响.