基于高非线性光纤中四波混频饱和效应的NRZ-DPSK和RZ-DPSK信号幅度再生实验

利用高非线性光纤中的四波混频饱和效应,实验展示了42.8 Gbit/s非归零差分相移键控（NRZ-DPSK）信号和归零差分相移键控（RZ-DPSK）信号的全光幅度再生.测量了NRZ-DPSK信号和RZ-DPSK信号经过高非线性光纤的功率传递曲线.在平均输入功率均为16 dBm的条件下,对两种调制格式的再生性能进行了比较.实验结果显示RZ-DPSK信号具有更好的幅度再生性能.     

简并四波混频信号的饱和效应

本文由光学Bloch方程和密度矩阵方程出发,研究了二能级系统共振型简并四波混频(DFWM)的饱和效应,给出了DFWM信号强度与泵浦光强度的函数关系.饱和泵浦光强的大小取决于纵向弛豫时间T1和横向弛豫时T2.对理论结果与相应实验进行了比较,表明二者符合得很好.     

基于光纤四波混频波长转换和色散的慢光实验研究

对基于光纤四波混频（FWM）波长转换和色散的慢光实现进行了详细和系统的实验研究.首先,实验测定了高非线性光纤中FWM带宽约为40 nm,从而确定了慢光的可调谐带宽;接着,在普通单模光纤和色散补偿光纤（DCF）中针对500 MHz正弦信号和100 ps短脉冲信号分别实现了34和198 ns的脉冲延迟,在DCF中还实现了209 ns的脉冲提前.讨论了增大延迟量的方法,指出随着宽带FWM波长转换的实现和大色散光纤的应用有望获得微秒量级的大延迟量,从而为高性能光纤延迟线和全光缓存器等应用提供支持. 关键词： 慢光 四波混频 色散     

高非线性光纤中四波混频的磁控机理研究

将磁光效应和光纤非线性效应作为微扰,采用导波光耦合理论分析了高非线性光纤中导波光发生磁光四波混频的机理;实验测试了磁场对四波混频偏振依赖性的影响,理论分析与实验结果符合.研究表明,当输入的探测光和抽运光为相互正交的线偏振光时,四波混频的磁控效果最为明显,输出的闲频光功率随磁光耦合系数振荡变化,施加适当的外加磁场可使四波混频效率得到进一步提高.选择适当费尔德常数的光纤材料,利用磁光效应对四波混频偏振依赖性的影响,可实现不同范围的磁场测量.     

基于四波混频的光纤非线性系数测量方法

为解决四波混频法测量光纤非线性系数未考虑泵浦消耗而导致结果不准确的问题,提出了一种在简并四波混频情况下测量非线性系数的方法.根据光纤中简并的四波混频理论,推导出了考虑泵浦消耗和光纤损耗的椭圆方程.通过设定数值计算所需的各个参量并利用简单的数学方法分析了计入泵浦消耗、光纤损耗的必要性,得到被测光纤的非线性系数,与Optisystem的仿真结果一致.研究表明,这种改进的测量方法不但适用于小信号情形下的四波混频过程,还可以应用于出现参量饱和现象的场合,为进一步设计光纤2     

基于四波混频的光纤非线性系数测量方法

为解决四波混频法测量光纤非线性系数未考虑泵浦消耗而导致结果不准确的问题,提出了一种在简并四波混频情况下测量非线性系数的方法.根据光纤中简并的四波混频理论,推导出了考虑泵浦消耗和光纤损耗的椭圆方程.通过设定数值计算所需的各个参量并利用简单的数学方法分析了计入泵浦消耗、光纤损耗的必要性,得到被测光纤的非线性系数,与Optisystem的仿真结果一致.研究表明,这种改进的测量方法不但适用于小信号情形下的四波混频过程,还可以应用于出现参量饱和现象的场合,为进一步设计光纤2R再生器件提供了重要依据.     

基于光纤四波混频效应的新型组播方法

组播是波长路由光通信网络中的一项重要功能.提出并实验实现了基于高非线性光纤四波混频效应的全光组播方法,将一束载有数据的输入信号光和一束抽运光一起入射到一段高非线性光纤中,通过两个简并四波混频过程产生了两个携带该数据信息的闲频光,从而实现了单一信号的两信道组播,同时抽运光也会受到数据信息的调制.该方法的优点在于组播的实现只需要单一的抽运光源,而不需要再提供其他输入光,结构简单,组播光信号功率均匀、波长可调,并且具有进一步增加组播信道的能力. 关键词： 组播 四波混频 高非线性光纤     

光纤四波混频多波长时钟信号整形

将两路时钟信号作为泵浦光,与连续探测光一同耦合进高非线性光纤中,四波混频产生的两路闲频光作为整形后的时钟信号,并通过控制两路时钟信号之间的相对时间延迟来减小光纤四波混频干扰。研究了整形前时钟信号占空比的变化与整形后时钟质量的关系以及最佳占空比下输入时钟信号和输出时钟信号的相对幅度抖动的关系,发现在占空比由小到大变化的过程中,整形后时钟信号的质量总体上先变好后变坏;在最佳占空比0.14下,两路时钟信号的相对幅度抖动由原来的13.934 9%和13.958 6%下降到2.03%和2.12%,表明了该方案的可行性。     

光纤四波混频多波长时钟信号整形

将两路时钟信号作为泵浦光,与连续探测光一同耦合进高非线性光纤中,四波混频产生的两路闲频光作为整形后的时钟信号,并通过控制两路时钟信号之间的相对时间延迟来减小光纤四波混频干扰。研究了整形前时钟信号占空比的变化与整形后时钟质量的关系以及最佳占空比下输入时钟信号和输出时钟信号的相对幅度抖动的关系,发现在占空比由小到大变化的过程中,整形后时钟信号的质量总体上先变好后变坏;在最佳占空比0.14下,两路时钟信号的相对幅度抖动由原来的13.934 9%和13.958 6%下降到2.03%和2.12%,表明了该方案的可行性。     

时隙交织信道的四波混频均衡再生

给出了适用于多波长再生的数据抽运简并四波混频(FWM)耦合模方程组,提出了时隙交织波长信道再生的准相位匹配均衡方法。从优化设计简并FWM相位失配因子入手,针对实验室已有的光纤,实现了4个固定波长信道的均衡再生;通过设计光纤参数,在一定带宽范围内可实现任意4个波长的均衡再生。计算结果表明,再生输出信号的脉冲峰值功率、消光比(ER)和Q值之间的差异分别不超过0.25dB、0.42dB和1.5。     

All-optical demultiplexing of 4-ASK optical signals with four-wave mixing optical gates

A new all-optical technique to demultiplex quaternary-amplitude-shift keying (4-ASK) signals into two on-off keying (OOK) signals is proposed. We show that such quaternary-to-binary conversion may be performed with two types of optical gates (OGs); a first one that implements an S-shaped optical power transfer function (TF), which is also the characteristic TF of optical pulse reshaping devices, and a second type that implements a U-shaped TF. Furthermore, we describe a heuristic approach to design such OGs by using the fiber four-wave mixing effect in highly non-linear dispersion-shifted fibers. The performance of the technique is evaluated by simulating the demultiplexing of 4-ASK signals with these OGs. Results indicate that the proposed devices are able to provide binary signals with acceptable BERs even after the 4-ASK signals are propagated through a cascade of eight fiber links of 50 km followed by optical amplifiers with a 4.5-dB noise figure.     

40 Gb/s差分相移键控格式抗偏振模色散的性能研究

研究了40Gb/s非归零或归零格式下,差分相移键控和开关键控信号对一阶偏振模色散的影响.比较分析了不同偏振模色散影响下的各种调制格式的眼开度.结果表明:使用非归零和归零格式,在一阶偏振模色散情况下,差分相移键控信号均比开关键控信号有更高的眼开度;与归零差分相移键控格式相比,非归零差分相移键控格式受偏振模色散影响眼开度要小;对于给定的比特率,载波抑制归零差分相移键控格式比归零差分相移键控格式有更好的抗偏振模色散能力.     

40Gb/s差分相移键控格式抗偏振模色散的性能研究

研究了40Gb／s非归零或归零格式下,差分相移键控和开关键控信号对一阶偏振模色散的影响．比较分析了不同偏振模色散影响下的各种调制格式的眼开度．结果表明：使用非归零和归零格式,在一阶偏振模色散情况下,差分相移键控信号均比开关键控信号有更高的眼开度;与归零差分相移键控格式相比,非归零差分相移键控格式受偏振模色散影响眼开度要小;对于给定的比特率,载波抑制归零差分相移键控格式比归零差分相移键控格式有更好的抗偏振模色散能力．     

A label swapping technique using synchronous phase modulation without wavelength conversion

We demonstrate a label swapping technique for differential-phase-shifted-keying (DPSK) encoded labels using synchronous phase modulation (SPM). For the first time label erasure and insertion are performed in a single step without a need for wavelength conversion. The receiver sensitivity penalty of label swapping is limited to 1 dB when the timing mismatch between the new label and old label is kept from −18% to 18%.     

Phase noise suppression in a DPSK transmission system by the use of an attenuation-imbalanced NOLM

A nonlinear optical loop mirror (NOLM) imbalanced by attenuation has been used for the suppression of nonlinear phase noise in a DPSK transmission system. It has been experimentally shown that such a passive, NOLM-based regenerator can significantly improve the performance of a phase-encoded transmission when it is limited by nonlinear phase noise. A brief overview over the advantages und limitations of different NOLM-based phase-preserving amplitude regenerators is also given.     

42.8 Gbit/s DPSK信号的波分复用传输实验

实现了42.8 Gbit/s 差分相移键控调制信号的三信道波分复用传输实验.传输链路为410 km的标准单模光纤,分为四个放大段,采用色散补偿光纤进行色散补偿和掺铒光纤放大器/分布式喇曼放大器混合放大方式.给出了差分相移键控信号及其解调后的信号在背对背和传输后的光谱和眼图(中路波长信号).在接收端使用单端检测,给出中路波长的差分相移键控信号背对背情况和传输后的误码率曲线,并与单信道传输时进行比较.经过传输后的中路信号的误码率可维持在1.0E-3左右.     

42.8 Gbit/s DPSK信号的波分复用传输实验

实现了42.8 Gbit/s 差分相移键控调制信号的三信道波分复用传输实验.传输链路为410 km的标准单模光纤,分为四个放大段,采用色散补偿光纤进行色散补偿和掺铒光纤放大器/分布式喇曼放大器混合放大方式.给出了差分相移键控信号及其解调后的信号在背对背和传输后的光谱和眼图(中路波长信号).在接收端使用单端检测,给出中路波长的差分相移键控信号背对背情况和传输后的误码率曲线,并与单信道传输时进行比较.经过传输后的中路信号的误码率可维持在1.0E-3左右.     

A SOA-based all-optical regeneration of DPSK signals for satellite application

A semiconductor optical amplifier (SOA)-based regenerative amplification (SORA) of differential phase-shift keying (DPSK) signals for satellite application is presented, which has a simple frame and a large regenerative capacity to the small-power signals. The key mechanism of SORA is the discriminative gain provided by the SOA for the marks and spaces colliding in it. Simulation shows that, by using the SORA, the Q-factor improvement of degraded DPSK signals is about 0.7 dB, but it is significantly influenced by both optical confinement factor and gain relaxation time. Considering the satellite vibration, the bit error rate (BER) for the case of SORA can improve more than one order of magnitude compared with the case of no SORA.     

Effect of phase noise on optical minimum-shift keying transmission systems

Phase-modulated (PM) signals have recently been used in long-haul lightwave communication systems to reach record distances. Added directly to the signal phase, linear and nonlinear phase noise cause performance degradation in PM systems. Minimum-shift keying (MSK), as a special format of PM signals, presents some different features of phase noise tolerance. This paper investigates the effect of phase noise on the performance degradation in the 10 Gb/s optical MSK systems and analyzes the contribution of phase noise to the bit error rate (BER), compared with the conventional PM format, 50% duty cycle optical return-to-zero differential phase-shift keying (RZ-DPSK) signals, in several typical local fiber dispersion transmission systems. The effect of intensity noise on the performance degradation in the corresponding transmission systems is also investigated.