啁啾高斯光脉冲对带前置放大器光接收机灵敏度的影响研究

研究了不同程度啁啾分量高斯形光脉冲信号对带前置放大器光接收机灵敏度的影响，同时进行了理论分析和数值摸拟。发现适当选取高斯形光脉冲信号归一化相对脉宽因了、啁啾分量、接收机均衡滤波器输出的升余弦频谱波形滚降因子的值可以提高光接收机灵敏度，其结果对实际光接收机的分析和设计有一定指导意义。     

半导体激光放大器的电路模型及噪声特性分析

给出了半导体激光（ＬＤ）放大器的电路模型，使得对半导体激光放大器的特性可以用通用电路分析软件进行分析。用该模型对谐振型光放大器光功率输出特性与失谐关系进行了模拟分析，模型的分析结果与已报道的理论和实验基本一致；用该模型还对谐振光放大器的噪声进行了分析。     

光折变光放大器

光折变相干光放大与量子相干光放大不同，前者是基于光折变效应和光的干涉，衍射现象实现的一种光像放大，因此具有重要的应用价值。由于光折变晶体可在低光功率下产生显著的光变光放大器也会问世。讨论了光折变光放大器的工作原理，并指出它的可能潜在应用。     

基于半导体光放大器的干涉型器件中噪声特性的分析

分析了基于半导体光放大器(SOA)的干涉仪分别处于“开”、“关”两种工作状态时的输出信噪比及噪声指数,发现当干涉仪处于“开”态时输出信噪比有所恶化,并导出了附加噪声因子的表达式。实验结果进一步证明了理论分析的正确性。     

光电集成光接收机前端及限幅放大器的研制

基于国内的材料生产和半导体工艺条件,研制了10 Gb/s光电集成(OEIC)光接收机前端,并采用耗尽型赝配高电子迁移晶体管(PHEMT)设计并实现了限幅放大器。光接收机前端组成形式为金属-半导体-金属(MSM)光探测器和电流模跨阻放大器,借助模拟软件SILVACO建立并优化了器件模型,探测器光敏面50μm×50μm,带宽超过10 GHz,电容约3 fF/μm。研究并改进了腐蚀自停止工艺并实际应用于OEIC器件制作,芯片面积为151Iμm×666μm。限幅放大器采用无源电感扩展带宽,并借助三维电磁仿真软件HFSS进行模拟仿真。限幅放大器芯片面积为1950μm×1910μm,在3.125 Gb/s传输速率下,分别输入信号幅度为10和500 mV,可以得到500 mV恒定输出摆幅。     

片状放大器小信号噪声增益功率谱的理论计算

根据小信号的Bespalov-alanov理论,考虑光束的自由空间传输,计算了级联片状放大器小信号噪声的功率增益谱,通过比较不同参数的功率谱的变化,分析了影响功率谱强度及最大增益频率的因素。结果表明,以B积分作为非线性自聚焦效应强弱的唯一判据是不够的,除了B积分外,还应给出噪音的等级。对于级联片状放大器,考虑和不考虑光束的自由传输,极大增益的中心频率的差别很大,在空间滤波器小孔的截止频率的选择时必须考虑到这一点。     

片状放大器小信号噪声增益功率谱的理论计算

根据小信号的 Bespalov-Talanov理论 ,考虑光束的自由空间传输 ,计算了级联片状放大器小信号噪声的功率增益谱 ,通过比较不同参数的功率谱的变化 ,分析了影响功率谱强度及最大增益频率的因素。结果表明 ,以 B积分作为非线性自聚焦效应强弱的唯一判据是不够的 ,除了 B积分外 ,还应给出噪音的等级。对于级联片状放大器 ,考虑和不考虑光束的自由传输 ,极大增益的中心频率的差别很大 ,在空间滤波器小孔的截止频率的选择时必须考虑到这一点     

片状放大器小信号噪声增益功率谱的理论计算

 根据小信号的Bespalov-alanov理论,考虑光束的自由空间传输,计算了级联片状放大器小信号噪声的功率增益谱,通过比较不同参数的功率谱的变化,分析了影响功率谱强度及最大增益频率的因素。结果表明,以B积分作为非线性自聚焦效应强弱的唯一判据是不够的,除了B积分外,还应给出噪音的等级。对于级联片状放大器,考虑和不考虑光束的自由传输,极大增益的中心频率的差别很大,在空间滤波器小孔的截止频率的选择时必须考虑到这一点。     

半导体光放大器自动增益控制的实验研究

从行波半导体光放大器（ＴＷ－ＳＬＡ）的增益特性出发。对光放大器的自动增益控制（ＡＧＣ）进行了研究，设计出一种全电子自动增益控制系统。自动增益控制系统对光放大器输出功率的波动有明显的改善作用，能够对由于工作温度，输入偏振态的变化而产生的光放大器增益变化进行自动控制，并对前级我国率的波动进行调节。     

半导体激光放大器用于啁啾补偿的研究

详细分析了饱和工作状态下的行波半导体激光放大器的啁啾特性，从理论上证了实了利用其增益饱和所引起的自相位调制来对光源啁啾和光纤色散进行啁啾补偿的可行性，并且发现，对于不同脉宽的入射脉冲，光放大器均能发挥相位补偿的作用，这一特性可用来在长距离光纤传输系统中，对微弱啁光脉冲同时进行能量和相位的补偿。     

Probability density function of noise statistics for optically pre-amplified DPSK receivers with optical Mach-Zehnder interferometer demodulation

We present explicitly semi-analytical probability density functions (pdf’s) of noise statistics in DPSK receivers with Mach-Zehnder interferometer (MZI) demodulation with considering the phase noise for the first time. Error performance of DPSK receivers with MZI demodulation is evaluated by using the calculated pdf’s. It is found that DPSK receivers with MZI demodulation and balanced detection are less sensitive to phase noise impact than those with the single-port detection to some extent. Moreover, it is found that ASE-ASE beat noise induced pdf difference in balanced detection compared to single-port detection may result in ∼3 dB improvement in receiver sensitivity mainly depending on optical filtering, ASE-amplified spontaneous emission. Therefore, the measured receiver sensitivity improvement by using balanced detection consist of the improvements due to signal energy difference and ASE-ASE beat noise induced pdf difference compared to single-port detection.     

半导体光放大器引起的光控器件中的信号损伤分析

在双环耦合全光缓存器的基础上分析了全光分组交换网络中以半导体光放大器（SOA）为相移器件的反馈型全光缓存器输出的信号损伤,包括SOA的非线性及载流子恢复时间限制引起的脉冲畸变与连续码流中的图样失真和SOA的自发辐射噪声累积引起的信噪比恶化及缓存器结构引起的“漏光”问题.理论分析及实验结果表明,在采用反相控制并注入高功率控制光的情况下,脉冲畸变与图样失真被抑制,由信噪比恶化及漏光决定的光分组的缓存圈数被限制在20—30圈.得到的结果对基于SOA的光缓存器及逻辑器件同样具有借鉴作用. 关键词： 全光分组交换 全光缓存器 信号损伤 半导体光放大器的噪声分析     

高功率,高重复率飞秒光脉冲放大器

利用铜蒸气激光器泵浦碰撞锁模染料激光放大器,获得2.4μJ,70 fs低色散光脉冲,脉冲重复率为5kHz.     

基于半导体光放大器的光控器件中控制光的性能分析

在O-RPR(optical resitient packet ring)光弹性分组环的基础上分析了在双环耦合全光缓存器这一基于半导体光放大器(SOA)的光控器件中要顺利实现数据的读写控制对光控制层功率提出的要求及其影响因素，讨论了由于信号光脉冲形状不是理想方波而造成的啁啾及脉冲压缩现象，分析了控制光功率波动及其信噪比对输出数据造成的影响. 得到的结论对其他基于SOA的光控器件同样具有借鉴意义. 关键词： O-RPR光弹性分组环 基于SOA的光控器件 双环耦合全光缓存器 控制层光功率     

A CW seeded femtosecond optical parametric amplifier

1 Introduction Optical parametric amplification (OPA) based on femtosecond Ti:sapphire regen-erative amplifiers has been widely adopted in wavelength extension of ultrashort opticalpulses[1]. While BBO-based femtosecond optical parametric amplifiers have alreadycommercialized, the tuning range of such an 800 nm-pumped OPA is typically between1.15 μm and 2.6 μm due to the limited transparent range of BBO. From application’spoint of view, ultrashort pulses near 1 μm and between 3 and 4 …     

室内可见光通信复合光学接收端设计与分析

本文提出了一种适用于室内可见光通信的新型光学接收端的设计.根据复合抛物面聚光器的聚光特性,将光电探测器与复合抛物面聚光器耦合作为接收子单元,并将这些接收子单元按照特定的几何关系嵌入一个半球面中,得到角度分集型的复合光学接收端,达到水平方向360°,垂直方向180°的大视场.对每个接收单元接收到的光能量,低传输数据时进行相加求和作为最终的接收功率,高数据速率时取各个子单元的最大值作为接收功率.在一个5 m×5 m×3 m的空旷房间中,通过MATLAB对室内可见光通信系统建模仿真.计算结果表明,采用这种复合型光学接收端后,两种不同处理算法下的接收功率相对于直接接收分别提高了11.85和7.47 dB,增益分别为15.31和5.98.信噪比较高,两种情况下的平均值分别为79.17和72.26 dB,且接收信噪比分布平缓,波动较小.这说明采用本文设计的光学接收端,不仅能够得到较大的接收端视场角,同时获得较高的增益和接收功率,以及稳定的接收信噪比,避免了室内可见光通信系统中通信盲区的存在,保证了室内通信性能的稳定性.     

An approach to enhance the receiver sensitivity with SOA for optical communication systems

In this paper, we investigate an SOA (semiconductor optical amplifier) preamplifier structure by optimizing the carrier lifetime in order to reduce the amplified spontaneous emission (ASE) noise and crosstalk, with adequate gain increase. This proposed SOA optical preamplifier has no need of optical alignment and antireflection coating. This structure of SOA eliminates the need of optical filter, and exhibits large tolerance to the input light wavelength. The receiver sensitivity is investigated for single and multi channel transmission links. The received power of − 50.34 dBm is observed at bit error rate (BER) 10^− 12 for 10 Gb/s with PIN receiver. Further, the impact of gain, amplified spontaneous emission power and gain variation for different carrier lifetime with input power for OOK system is illustrated. The proposed SOA has constant gain of 30.06 dB up to gain saturation for carrier lifetime 0.18 ns. It is predicted that low value of carrier lifetime suffers less from ASE noise.     

光通信系统中分光系统光学调整的误差分析

在平行光路中,光学系统的光学元件的误差或微量运动可抽象为绕定点的微量转动,其成像关系可归结为在微量转动下物像共轭关系的依次迭代,利用光学系统这种动态成像关系的思想,建立一个统一的光学调整及误差分析的数学模型。利用此模型分析光通信系统中分光系统的机械安装误差对系统的影响,建立每个反射镜的机械调整坐标,从理论上指导分光系统中每个反射镜的机械调整,最终使通信激光发射系统和精信标激光接收系统的光轴平行度达到5。     

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     

集成双波导半导体光放大器光开关实现波长转换的理论研究

建立了基于集成双波导半导体光放大器的光开关(ITG-SOA-Switch)的理论分析模型.与半导体光放大器(SOA)的特性相比较表明，由于ITG-SOA-Switch合并了多种物理效应，故其静态增益饱和曲线在饱和功率点附近具有大幅度陡峭下降的独特性质.理论分析和10 Gbit/s波长转换模拟结果显示，恰当地选择输入抽运光的功率范围，ITG-SOA-Switch波长转换器输出转换光的消光比特性较之输入抽运光会有显著的改善. 关键词： 波长转换 半导体光放大器 集成双波导半导体光放大器 光开关