双波长啁啾相移光纤光栅

理论研究并实验验证了一种含有两段π相移的啁啾相移光纤光栅.采用F矩阵对啁啾相移光纤光栅进行计算并分析了该光栅的谱特性.含有两段π相移的啁啾相移光纤光栅可以在普通啁啾光栅透射谱阻带中产生双波长透射峰,透射峰位置直接取决于光栅中π相移的位置,透射峰的线宽和透射峰的波长间隔没有关系,仅随着啁啾率的增大而增大.采用带相位掩模的逐点扫描法对含有两段π相移的双波长啁啾相移光栅进行了制作,获得波长间隔为8 nm的双波长透射谱的光栅器件.该光栅的消光比和3 dB谱线宽分别为20 dB和0.08 nm,实验结果和理论设计一致.     

基于光折变效应提升啁啾脉冲信噪比的光谱扫描滤波法

基于光谱扫描滤波原理,提出了一种利用光折变效应来提高啁啾脉冲信噪比的扫描滤波方法,并进行了理论分析。针对内置光折变晶体的Fabry-Perot (F-P)标准具光谱扫描滤波装置,定量分析了其透射谱特性,详细讨论了Fabry-Perot(F-P)标准具两平板的反射率、透射谱窗口带宽、外加场的控制参数以及信号光啁啾率变化等对啁啾脉冲信噪比的提升及其滤波透射率的影响。结果表明,F-P两平板的反射率越高,则透射谱越尖锐,透射窗口越窄,滤波效果也就越好。为了得到有效的信噪比提升,一般要求其反射率大于0.99;外加场的控制和信号光啁啾率的变化对扫描滤波的影响较大,在实际工作中,应尽量保证外加场和啁啾率的精确控制,以确保信号光和滤波函数的同步匹配。针对中心波长800 nm的啁啾信号脉冲,采用提出的光谱扫描滤波方法,对放大自发辐射(ASE)的随机噪声与预脉冲进行滤波,可得到近3个量级的信噪比提升效果。     

光纤布拉格光栅自致啁啾效应的研究

根据耦合模理论,采用传输矩阵法分析了相位掩模法制作的光纤布拉格光栅的反射谱特性.设计了一种新的写制光纤光栅的光路,利用高斯激光光束写制出具有短波自致啁啾效应的切趾光栅(栅长0.015 m).对具有短波自致啁啾效应的光纤光栅进行了物理切割(剩余光栅的长度分别取0.007 m和0.0055 m),得到了一种新型的具有长波自致啁啾效应的光纤光栅.原本的自致啁啾光栅反射谱中旁瓣分布在短波长方向,而得到的新型自致啁啾光栅的反射谱中长波长方向的旁瓣更为明显.基于对光纤布拉格光栅自致啁啾效应的分析,提出一种新型类高斯切趾函数,以此函数对自致啁啾效应进行数值模拟,得到了与实验结果相一致的光谱图.     

啁啾叠栅光纤光栅反射特性和时延特性的研究

从耦合模理论出发,用矩阵分析法分析由两线性啁啾光纤光栅构成的啁啾叠栅光栅的反射特性和时延特性,分别得到光栅长度、啁啾系数和折射率变化峰值对反射谱及光栅时延的影响.     

啁啾脉冲功率谱与脉冲信噪比

啁啾脉冲放大(CPA)技术的关键在于提高高功率短脉冲的信噪比。分析了典型的光纤-光栅展宽脉冲的理想压缩特性,考察由逆傅氏变换相联系的啁啾脉冲功率谱I(ω)与理想压缩脉冲I(t)关系式,提出通过谱整形等方法消除功率谱调制使之具有理想外形是获得高信噪比的基本方法。     

线性扫频光脉冲功率谱的理论分析

本文给出了线性扫频(啁啾)的高斯型光脉冲的功率谱表达式,它等效于有调制的、脉宽压窄的无啁啾光脉冲的功率谱.理论分析表明:啁啾可由脉冲的功率谱并借助强度自相关方法确定.     

低成本啁啾脉冲光源用于光码分多址系统的优化改进

低成本脉冲光源应用于光码分多址系统,有助于光码分多址系统的实用化进程。对实用化的啁啾脉冲光源应用于光码分多址系统进行了优化改进。研究啁啾脉冲光源本身啁啾的消除即压缩啁啾脉冲对编解码性能的提升作用。针对通常实用的啁啾脉冲光源的谱宽相对较窄而不能充分覆盖编解码频谱的现实,研究利用编解码器频谱的半边带进行编解码以改善解码性能的效果。仿真和实测数据表明,对啁啾脉冲进行消啁啾、压缩脉宽有助于提高编解码性能;利用编解码频谱的半边带进行编解码能够更加充分利用光源频谱,编解码性能进一步得到优化。研究结果表明消啁啾和半边带能够改进啁啾脉冲光源用于光码分多址系统的有效性。     

三五阶非线性下啁啾超高斯脉冲的啁啾和频谱

利用三五阶非线性效应下的扩展非线性薛定谔方程,在忽略光纤色散的情况下,计算模拟了以二阶情形为例的啁啾超高斯光脉冲的啁啾和频谱。结果表明,脉冲无预啁啾时,正五阶非线性增大啁啾量,负五阶非线性在减小啁啾量的同时还改变啁啾曲线的形状。当预啁啾与五阶非线性系数同(异)号时,总啁啾增加(减小)。随着超高斯脉冲阶次的增大,总啁啾量增大,脉冲中心附近无啁啾的范围变宽,整个有啁啾的范围变小,总啁啾中预啁啾所占比重增大。脉冲无预啁啾时,正负五阶非线性分别可以增大和减小频谱展宽。预啁啾若增强非线性所致啁啾,则可能使频谱峰值结构加强,谱峰数目增多。当超高斯光脉冲的阶次或最大非线性相移增大时,在某些宽大的频谱峰上还可能出现许多精细谱峰。     

负五阶非线性下预啁啾高斯光脉冲的啁啾和频谱

为探究光纤负五阶非线性和光脉冲预啁啾对高斯光脉冲频率啁啾和频谱的综合影响,在忽略光纤色散的情况下,利用包含三五阶非线性的扩展非线性薛定谔方程,计算和分析了啁啾高斯脉冲的频谱和总啁啾。结果表明,脉冲无预啁啾时,负五阶非线性的存在可使脉冲频率啁啾的形状由单“S”形变为双“S”形,并使脉冲的中心附近由正啁啾变为负啁啾。此外,负五阶非线性的存在使预啁啾对脉冲频谱的影响发生了较大的变化。预啁啾与非线性所致啁啾叠加后对脉冲频谱的谱峰数目影响较小,而对能量在各个谱峰上的分布影响较大,在某些最大非线性相移下,甚至会出现总啁啾减小使谱峰值数目增加的情况。该研究对光开关、光脉冲压缩以及光纤通信系统等领域的深入发展具有一定的指导意义。     

基于半导体光放大器中交叉增益调制效应的波长转换啁啾特性的分析

对基于半导体光放大器中交叉增益调制效应的波长转换后信号的啁啾特性进行了分析。研究了输入信号光和参考光和功率、波长、转换速率、信号光消光比以及半导体光放大器的偏置电流对转换后信号啁啾的影响。     

波纹通道中流动非稳态特性的数值研究

本文对两种不同间距的波纹通道中的流动进行了非定常的数值模拟,给出了间距和雷诺数对反映涡脱落频率的无量纲斯特劳哈尔数的影响情况,比较了二维和三维数值模拟的差别。增大雷诺数或者减小间距将会使斯特劳哈尔数增大,而斯特劳哈尔数随雷诺数增大而增加的趋势会趋于平缓。雷诺数相同的情况下,三维模拟会得到振幅更大且形式更复杂的速度随时间振荡的曲线,而且波纹通道间距越大,速度振荡曲线的振幅也越大且形式越复杂。     

Statistics and the average cross section

Average fluctuation cross sections were computed numerically from a unitary analytic K-matrix with normally distributed pole residue amplitudes and pole spacings having the Wigner distribution. Unexpected results included an elastic enhancement factor of 2.12 in the many channel limit, regardless of transmission factors. The enhancement factors were found to be very sensitive to variations in the statistical assumptions regarding both pole amplitudes and pole spacings. The results are discussed in the light of various theories of the fluctuation cross section.     

基于数字相干叠加的相干光正交频分复用系统中光纤非线性容忍性研究

光正交频分复用系统中的光纤非线性效应制约着系统进一步的扩容. 针对此问题, 提出一种数字相干叠加的方法, 用于提高相干光正交频分复用系统对光纤非线性的容忍性. 仿真中, 5通道的波分复用下偏振复用相干光正交频分复用系统的每个通道传输四进制正交振幅调制映射的71.53 Gbit/s信号在光纤中传输400 km. 首先, 通道间隔为25 GHz, 与传统相干光正交频分复用系统相比, 色散补偿前后, 使用数字相干叠加的相干光正交频分复用系统的信噪比分别提升了6.02 dB和9.05 dB, 最佳入纤光功率均增大了2 dB; 其次, 通道间隔为50 GHz, 色散补偿前后, 信噪比分别提升了4.9 dB和8.75 dB. 通过理论推导及仿真, 验证了所提方法能有效消除相干光正交频分复用系统的一阶非线性失真, 进而提高系统对光纤非线性的容忍性.     

4 × 25 GHz uni-traveling carrier photodiode arrays monolithic with In P-based AWG demultiplexers using the selective area growth technique

We use the selective area growth(SAG) technique to monolithically integrate In P-based 4-channel arrayed waveguide gratings(AWGs) with uni-traveling carrier photodiode arrays at the O-band. Two kinds of channel spacing demultiplexers of 20 nm and 800 GHz are adopted for potential 100 Gbps coarse wavelength division multiplexing and local area network wavelength division multiplexing systems, with an evanescent coupling plan to facilitate the SAG technique into device fabrication. The monolithic chips in both channel spacings exhibit uniform bandwidths over 25 GHz and a photodiode responsivity of 0.81 A/W for each channel, in agreement with the simulated quantum efficiency of 80%. Cross talk levels are below-20 d B for both channel spacing chips.     

Feasibility of 1-Tbit/s (25 x 40 Gbit/s) transoceanic optically regenerated systems

The feasibility of 1-Tbit/s transoceanic systems based on in-line optical regeneration of 40-Gbit/s channels is numerically investigated. The roles of fiber dispersion, fiber mode area, and channel and regenerator spacings are analyzed, and the corresponding operating ranges for error-free transmission are determined. The results represent a first step in designing multi-terabit-per-second global transmission systems based on realistic components and parameters.     

双通道离化系统的相干控制

研究了中间态为准连续态的双通道离化系统中激光的相对相位对稳态光电子谱的影响,给出了系统发生相干俘获的条件及相应的系统状态,讨论了俘获率对激光强度、频差及准连续态能级间隔的依赖关系 关键词： 准连续态 相干控制     

Investigation of four wave mixing effect at different channel spacing

In this paper, the four wave mixing effect has been compared for different values of ultra low channel spacing and the performance has been evaluated in terms of output spectrums, eye diagrams, BER, eye opening and Q-factor. The simulation results reveal that four wave mixing is minimum at high wavelength spacings. Further, it has been observed that on increasing the spacing between input channels, their interference with each other decreases and thus, the four wave mixing effect also decreases. At ultra low channel spacing of 6.25 GHz, the four wave mixing effects are maximum.     

Wideband multichannel dispersion compensation based on a strongly chirped sampled Bragg grating and phase shifts

A novel multichannel dispersion compensator based on a strongly chirped sampled Bragg grating with phase shifts is demonstrated experimentally. With a single phase mask, various channel spacings and dispersion can be achieved by proper control of the sampling period and the phase shifts. A 100 GHz channel-spacing compensator with a dispersion of -1000 ps/nm and another 200 GHz channel-spacing compensator with a dispersion of -500 ps/nm are designed. As an example, a 40 channel, 100 GHz channel-spacing compensator with a dispersion of approximately -560 ps/nm is fabricated. All the designs are based on one phase mask, thus showing the flexibility of our method.     

重力场下单循环与双循环小通道热驱动比较研究

本文以实验的方法,对重力场下单循环与双循环小通道热驱动进行了比较研究。两者都是一端加热,一端冷却,利用彻体力场下流体的热驱动来实现换热。实验结果表明,在热流密度相同的情况下,双循环小通道比单循环具有更好的换热效果。因此,将微小循环通道换热运用于涡轮叶片的冷却时可以考虑采用双循环甚至多循环通道。     

对称噪声信道下利用多纠缠态实现量子密钥分配

研究了对称噪声信道下的量子密钥分配(Quantum Key Distribution,QKD)过程，并得到了其误码率和信道保真度的关系式。基于量子态的局域区分原理，我们提出了使用“多纠缠态”进行噪声信道下的密钥分配的新方案。应用这个新方案，我们可以获得和在理想无噪声信道下使用最大纠缠态(四个Bell态之一)进行QKD一样好的结果。