基于光子晶体光纤的全光开关实验研究

在10Gb／s光传输系统中进行了以光子晶体光纤（PCF）为非线性介质的全光开关实验研究。实验中高强度光脉冲经过非线性系数为普通常规光纤36倍的25m长光子晶体光纤后，观察到了由于自相位调制效应（SPM）而导致的光谱展宽现象。实验进一步研究了基于这一效应的全光开关特性，并得到了很好的开关特性曲线。同时还发现这种全光开关具有全光波形整形和波长变换的功能，在实验中变换脉冲中心波长偏离入射脉冲波长4nm。实验结果表明，这种具有高非线性系数的光产品体光纤非常有利于器件的小型化和集成化。     

基于光子晶体光纤中SRS的全光组播

为了减轻光通信系统中的网络负载,提高光网络的传输效率,提出一种基于光子晶体光纤中受激拉曼散射效应实现全光组播的理论方法。利用光纤中前向瞬态受激拉曼散射效应的分析理论,对该方法建立理论模型,使用Matlab软件对其进行数值仿真分析。并依据理论模型设计出原理流程图,利用Optisystem软件进行仿真,结果表明经过全光组播后输出的组播信号与组播前原信息光携带的信息一致,且眼图的轨迹线条清晰、张开度良好。验证了该设计方法的可行性。     

Compton散射下全内反射光子晶体光纤中的自相位调制

应用多光子非线性Compton散射概念和电子与多光子集团非线性散射模型,建立了全内反射光子晶体光纤中耦合啁啾脉冲激光的输运方程,理论分析和数值模拟了该过程中Compton散射对自相位调制的影响.研究发现,散射光使耦合啁啾脉冲的自相位调制加强,光纤的感应电极化强度、反转粒子数密度和增益增大,相位变化加快,受激辐射截面减小,增益相移在自相位调制中的作用不可忽略.     

利用光子晶体光纤XPM效应实现40 Gb/s全光3R中的再整形

研究了一种通过交叉相位调制(XPM)效应实现40 Gb/s信号全光3R再整形的方案,方案的核心是一个用超高非线性光子晶体光纤作为其中一臂的马赫-曾德仪,通过计算并调节这一臂的光子晶体光纤的长度,可以利用XPM效应使通过此臂的信号光产生π的非线性相移,所得光与另外一臂的光信号相干涉,实现对受噪声污染和色散影响信号净化和整形的作用.并用Optisystem对其进行了仿真实验.     

基于光子晶体光纤的全光再生理论和实验研究

提出了利用高非线性光子晶体光纤（PCF）的自相位调制效应（SPM）,实现对高重复率皮秒脉冲全光再生的方案,理论分析了再生器的传输特性和滤波器参量对再生特性的影响。此外,利用一段80m的非线性光子晶体光纤进行了全光再生实验,通过调节入射光纤的功率和可调谐滤波器的参量实现了对高传输速率脉冲的全光再生,实验结果与理论分析结果一致。     

利用光子晶体光纤实现全光波长转换研究

作为自动交换光网络中的核心器件，全光波长转换器在网络中发挥着重要作用。重点介绍基于光纤参量放大器实现全光波长变换的进展和工作原理。提出利用光子晶体光纤的强非线性来实现全光波长转换，在未来光通信领域将具有广阔的应用前景。     

基于光子晶体光纤的高斯脉冲光谱压缩数值研究

为了获得高质量的窄线宽光脉冲,采用单模光纤和光子晶体光纤相结合的光谱压缩技术,通过分步傅里叶变换方法求解非线性薛定谔方程,数值模拟了1550nm波段高斯脉冲光谱压缩过程。结果表明,当初始脉冲的脉宽、峰值功率及所采用光子晶体光纤的参量一定时,光谱压缩存在一最佳光子晶体光纤长度;且初始光脉冲的峰值功率越大,所采用光子晶体光纤的非线性系数越大,所需光子晶体光纤最佳长度越短,所得谱压缩比越大;利用最佳长度为4.152m的光子晶体光纤对峰值功率为110W、初始脉宽为0.65ps的高斯脉冲进行光谱压缩时,可得谱压缩比为3.47的最佳谱压缩光脉冲;脉冲形状对光谱压缩产生一定的影响,高斯脉冲较超高斯脉冲光谱压缩效果更好。该研究结果对研制窄线宽、超短脉冲光纤激光器具有指导意义。     

光子晶体光纤中基于交叉相位调制的脉冲压缩

为了研究飞秒双脉冲在光子晶体光纤不同色散区的非线性传输过程,采用分步傅里叶方法求解耦合的非线性薜定谔方程组,并进行了理论分析。讨论了不同抽运功率、不同抽运脉冲啁啾参量以及不同脉宽比对信号脉冲压缩的影响。结果表明,基于交叉相位调制效应,弱信号脉冲不仅能够被压缩,而且光纤存在最佳压缩长度。增大抽运脉冲输入功率,选取正啁啾抽运脉冲,可以得到更大的信号脉冲压缩因子,同时最佳光纤长度减小。另外,不同的脉冲宽度对信号脉冲的压缩产生大的影响,较窄脉宽的抽运脉冲易于产生较短的压缩信号脉冲。这一结果对用光子晶体光纤压缩弱信号脉冲提供了理论参考。     

利用自相位调制效应测量微结构光纤的非线性系数

报道了利用光纤中的自相位调制(SPM)效应对微结构光纤的非线性系数进行测量的实验.实验中采用半导体激光器作为脉冲光源,输出宽度为1.6 ps的双曲正割型脉冲,经掺铒光纤放大器(EDFA)放大后进入80 m的色散平坦微结构光纤,由于自相位调制效应,出射光谱得到展宽.通过测量输入微结构光纤的脉冲峰值功率和输出光谱,可以计算得到微结构光纤的非线性系数.该测量方法简单、准确,实验测量值与光纤的标称值误差小于1%.     

高功率光纤激光器中自相位调制的实验研究

利用主振荡功率放大(MOPA)结构高功率皮秒脉冲全光纤激光器,对高功率皮秒脉冲放大器中自相位调制(SPM)效应进行了实验研究。激光器种子源是自行搭建的半导体可饱和吸收镜(SESAM)被动锁模光纤激光器。为了抑制非线性效应,使用一个自制重频倍增器把种子脉冲的重频增加到328 MHz 后再放大。放大器部分采用三级放大结构,最终获得了中心波长为1 066.5 nm,3 dB 光谱线宽约为2.5 nm,平均功率为91W 的稳定皮秒脉冲激光输出。实验对光脉冲在放大的过程中自相位调制引起的光谱变化进行了研究。对激光器输出光谱的分析表明,随着功率的增大,高功率光纤激光器中自相位调制效应受到入射脉冲的初始啁啾和脉冲形状的影响程度也随着变大,与此同时还受到自陡峭效应的影响。     

基于光子晶体光纤的受激拉曼散射全光波长转换研究

基于光纤中前向瞬态受激拉曼散射效应分析理论,利用光子晶体的高非线性特性,对光子晶体光纤拉曼波长转换进行了数值分析,并建立了全光波长转换设计方案的理论模型,给出了设计原理框图及实现方法。用OptiSystem对四路探测光进行波长转换仿真,仿真结果表明:所设计的全光波长转换器同时对四路探测光实现波长转换,转换输出的信号光码型和输入泵浦信号光码型一致,并且所得到的眼图线迹清晰,眼睛张开度良好。论证了该设计方案可行。     

光纤SPM和XPM非线性效应对16×10 Gbit/s系统的影响

通过数值模拟研究了 1 6× 1 0 Gbit/s高速通信系统中非线性效应对系统误码率的影响 .模拟结果表明 :G.6 5 2光纤中存在的 SPM和 XPM非线性效应使得系统误码率随入纤光功率的增大呈现多级变化 ;入纤光功率的取值范围应为 9d Bm≤ Pin ≤ 1 6 d Bm.这些研究结论具有实用价值 .     

光子防火墙中42 Gbit/s BPSK信号4位全光模式匹配系统及实验验证

在光子防火墙中,为了实现能够有效处理高速光信号的全光模式匹配技术,针对BPSK信号提出了一种信号速率高达42 Gbit/s的全光模式匹配系统,并采用商用器件进行了实验验证。首先,通过给BPSK输入序列分别添加同相和反相的相干载波将BPSK信号转换为2个互为反向的强度调制（IM）信号;然后,通过延时线和由高非线性光纤（HNLF）实现的光学AND门进行相关操作;最后,输出表征全光模式匹配结果的高电平脉冲。仿真和实验结果表明,所提系统可以在8位的42 Gbit/s BPSK输入序列中识别出4位目标序列,验证了BPSK信号的全光模式匹配的可行性,适用于高速光子防火墙。     

高压力光子晶体光纤传感器系统的研究

光子晶体光纤(PCF)压力传感器可广泛用于各种环境压力监测中.采用全矢量有限元方法对双芯光子晶体光纤的双折射特性进行了分析,采用二阶微分方程理论模型模拟了光子品体光纤高压力传感器对外界压力的响应,并应用这个模型讨论了外界压力作用对敏感元件有效折射率和双折射的影响,提出了一种高压力光子晶体光纤传感器方案.计算结果表明高压力致双空气孔芯光子晶体光纤的双折射值可达很高,光子晶体光纤传感器系统更为简洁紧凑.     

基于光纤SPM效应级联全光再生器的设计优化

基于高非线性光纤SPM(自相位调制)效应加偏移滤波的全光再生技术,分析了级联再生器在输入脉冲宽度、光纤参数和滤波器带宽一定的情况下,输入信号功率和滤波器偏移量对输入信号幅度抖动和Q值的影响.数值仿真结果表明:优化后的输入信号功率和滤波器偏移量使得级联再生后的信号幅度抖动和寄生脉冲都得到了抑制.第2级再生后的Q值改善值比...     

40Gb/s CSRZ-RZ信号波长与调制格式转换的研究

通过利用高非线性光子晶体光纤的交叉偏振调制效应,在60m的高非线性光子晶体光纤中实现了40Gb/s的载波抑制归零(carrier-suppressed return-to-zero CSRZ)信号的波长变换和载波抑制归零码(CSRZ)到归零码(return-to-zero RZ)的调制格式变换,并通过理论计算分析了走离...     

动态压力光子晶体光纤传感器的研究

光子晶体光纤传感器可广泛用于各种动态压力测量中.文章设计了一种动态压力光子晶体光纤传感器,采用差分平衡方法分析了这种传感器的压力作用原理,讨论了这种传感器的输出信号检测方案,结果表明,该传感器对外界压力作用的响应具有周期性,响应周期与外界压力和传感器敏感元件长度相关.     

利用微结构光纤进行全光再生的实验研究

利用自相位调制(SPM)效应和窄带滤波器,在高非线性微结构光纤(MF)中实现了全光2R再生,获得了无波长变换的再生信号。实验中,再生前的信号由经过一段普通单模光纤(SMF)和衰减器的10Gb/s脉冲信号获得,两段MF的非线性系数均为36W-1·km-1。通过两级2R再生后,获得了与初波长相同的再生信号,再生效果良好。实验结果表明,高非线性MF在全光再生方面有很大的应用潜力。     

一种双零色散光子晶体光纤的高非线性研究

运用多极法,通过优化孔节距和包层空气孔半径设计了一种具有双零色散波长的高非线性光子晶体光纤,利用分步傅里叶方法数值模拟了超短脉冲在其中传输的情况,发现经过传输,两个零色散波长之间的主要能量被转换至位于正常色散区的两个边带峰处.泵浦的转化率很高,以至于多于99%的光能都被转移至两边带峰,且两边带峰很平坦,它们对波长波动,但对脉冲能量和泵浦脉冲的啁啾不敏感,这就产生了高稳定性的谱带.     

基于非线性光纤环形镜的二光平信号全光分离器

非线性光纤环形镜(NOLM)在不同抽运条件下具有不同的连续波开关特性,当单抽运NOLM在抽运峰值功率大于开关阈值功率时具有反转抽运脉冲峰的特点,在抽运脉冲上升与下降沿处各产生一个脉冲输出;当使用双脉冲抽运在两抽运脉冲除峰值功率和波长不同外其他参数一致时,透射输出由两个脉冲的峰值功率差决定,具有脉冲峰值功率比较作用。基于NOLM的这两个特性设计了全光分离两光功率水平信号的方案。利用光子学仿真软件进行了数值仿真,结果显示二光平信号被成功分离,并分别加载到不同波长上。实现了高功率级无基座脉冲输出,表明该方案也具有消除脉冲基座的能力。