超窄带和多通道窄带光子晶体滤波器

构造了形如(AB)^mB^n(BA)^m的一维光子晶体，并利用光学传输矩阵法对这种光子晶体进行了数值模拟计算，对其光子能带特性进行了分析。计算结果表明，当m=6、m=4，而n变化时，在一定的波段范围内，在这种结构光子晶体的禁带区内分别获得了一个和多个很窄的透过峰：这种结构的光子晶体可以用来制作超窄带滤波器和多通道窄带滤波器，有望在光通信超密度波分复用技术和光学信息精密测量技术中获得广泛应用.     

超窄带和梳状多通道光子晶体滤波器设计

 设计了一种因掺杂而具有超窄带滤波特性的光子晶体滤波器和一种复周期结构的梳状多通道光子晶体滤波器。在两种均匀介质交替分布的周期结构中间插入一层折射率不同的介质膜后,通过传输矩阵法的数值计算,发现采用前后不对称的周期结构并调节参数,可以在1 550 nm处找到一个透射率接近100%的极窄的透过峰,因而可得到一种超窄带光子晶体滤波器。另外,在以高低两种折射率的介质交替分布,并以两种单独的单元周期合并组成一个复周期,然后进行周期重复构成的光子晶体中,利用通道数等于复周期数减1的规律,并配合各层厚度的调节,设计出在1 550 nm附近梳状8通道和16通道的光子晶体滤波器,各通道透过峰的透射率均接近100%,由此设计出一种梳状多通道光子晶体滤波器。     

基于薄膜光子晶体超晶格理论的偏振带通滤波器

偏振带通滤波器在光通讯波分复用技术中有着特殊的应用.利用薄膜一维光子晶体超晶格概 念，提出了两种新的偏振带通滤波器的设计方法.第一种是基于两个一维光子晶体叠加的偏 振带通滤波器；第二种是在第一个光子晶体的中间插进第二个光子晶体，形成三个一维光子 晶体叠加的偏振带通滤波器.设计了性能优良的p偏振分量透射而s偏振分量反射的新型带通 滤波器.讨论了这种滤波器的通带特性和截止宽度. 关键词： 薄膜光子晶体 超晶格 偏振带通滤波器 波分复用系统     

用于波分复用的缺陷态复周期结构光子晶体滤波器的研究

利用传输矩阵法，研究了一种用于波分复用的光子晶体滤波器。该结构是中间包含一个缺陷层的一维三层念质的光子晶体，叫做缺陷态复周期结构光子晶体。通过数值计算得出它的色散关系和滤波特性。当改变缺陷层的厚度并保持其折射率不变时，带隙中将出现个数不同的局域模。缺陷层厚度增加时，局域模数也随着增加。适当调节缺陷层厚度，使带隙中出现八个窄带滤波窗口，能很好的用作八通道波分复用一解复用滤波器。由于很高的传输率和低的传输损耗，故在高速，长距离光通信中将有很好的应用。     

光子晶体反常色散超窄带滤波理论

讨论了利用由反常色散材料构成的二维（2D）光子晶体(PCs)实现超窄带滤波（PCADOF）的原理，并对铯原子蒸气6P3/2←6S1/2谱线的反常色散曲线进行了研究，讨论利用此反常色散曲线通过2D PCs实现超窄带滤波的方法和特点，研究发现这种滤光器的带宽可达到0.002nm，这将为设计一种全新的滤波器提供指导. 关键词： 反常色散 光子晶体 超窄带滤波     

基于磁光子晶体的低损耗窄带THz滤波器

本文提出一种采用石榴石型铁氧体磁性材料的太赫兹滤波器,利用波导线缺陷和腔内点缺陷的耦合特性,通过改变腔内介质柱半径及分布,实现对某个波长的耦合,达到了高效率滤波的功能;改变外磁场的大小,影响铁氧体材料的磁导率变化,使谐振频率发生改变,从而对THz波进行滤波.应用平面波展开法(PWM)和时域差分有限法(FDTD)进行仿真分析,研究结果表明,该滤波器其插入损耗为0.0997 d B,3 d B带宽为8.22 GHz,实现了低损耗窄带滤波.     

缺陷态复周期光子晶体的特性研究

利用传输矩阵法计算复周期结构的光子晶体的色散关系和滤波特性 ,并重点研究了含有缺陷的类似于谐振腔结构的光子晶体滤波特性.由于这种缺陷态复周期结构的可调参数多,人们很容易得到在红外波段1550 nm附近窄带滤波窗口,透过率可达到近90%,而窗口以外的透过率在0.02%以下.当改变中间夹层厚度、周期数及缺陷层数时,窄带滤波窗口的位置和带宽发生改变.因此,它在高速,长距离光通信中将有很好的应用.     

一种双反射壁型二维光子晶体窄带滤波器

提出了一种基于双反射壁型结构的光子晶体窄带滤波器, 该滤波器由一个单模谐振腔和两个反射壁构成. 通过调节谐振腔与反射壁之间的距离可以改变滤波谱线的带宽. 利用时域有限差分法进行仿真分析, 结果表明, 该滤波器的工作频率在193.40 THz附近, 带宽小于5.9 GHz, 峰值透射率高达94%, 工作区域长度仅有9 μm. 该器件可应用于密集波分复用系统.     

基于GaAs/AlxGa1-xAs多量子阱光子晶体的窄带滤波器

讨论了利用GaAs/AlxGa1-xAs多量子阱构成的一维光子晶体实现窄带滤波的原理.研究了外加电场下GaAs/AlxGa1-xAs多量子阱的激子吸收所导致的反常色散行为.研究发现,在反常色散材料的共振频率附近,存在一个较强色散且吸收很小的区域,该区域内的色散可以在PCs的带隙中产生一个窄的通频带,其对应的最大透过率约为0.73,全固态滤光器的带宽约为4.9 nm,并可利用外加电场进行调谐,这将为设计一种全新的固态滤波器提供指导.     

基于GaAs/Al_xGa_(1-x)As多量子阱光子晶体的窄带滤波器

讨论了利用GaAs/AlxGa1-xAs多量子阱构成的一维光子晶体实现窄带滤波的原理.研究了外加电场下GaAs/AlxGa1-xAs多量子阱的激子吸收所导致的反常色散行为.研究发现,在反常色散材料的共振频率附近,存在一个较强色散且吸收很小的区域,该区域内的色散可以在PCs的带隙中产生一个窄的通频带,其对应的最大透过率约为0.73,全固态滤光器的带宽约为4.9nm,并可利用外加电场进行调谐,这将为设计一种全新的固态滤波器提供指导.     

一维光子晶体与光学多层介质膜

本文阐述了一维光子晶体和光子禁带的概念,对比了一维光子晶体与光学多层介质膜在结构和特性方面的联系和差别,运用薄膜光学的理论和方法讨论了多层介质膜的高反射带与光子禁带和膜系结构参量的关系.     

光通信中的光电子器件讲座第四讲 光通信中的波分复用技术及关键器件的原理和应用

通信业务的爆炸式发展，使得通信网络对传输容量要求急剧提高。WDM（wavelength divsion multiplexing）技术是增加系统容量的有效方法。文章介绍了光通信中波分复用技术的基本原理和特点以及波分复用技术中所用的关键器件－波分复用器／解复用器。     

Impact of a Post-OTDM-Demultiplexing Optical Filter on Dense OOK OTDM-WDM Transmission

The impact of a post-OTDM-demultiplexing optical filter on the performance of dense on-off keying (OOK) optical time division multiplexing (OTDM)—wavelength division multiplexing (WDM) systems was studied. For return-to-zero (RZ) modulation, it was found that the additional filter working in a double-tier filter configuration did not offer any significant improvements to performance when the signal pulse width is optimized. Improvements generally increase only when the signal pulse width deviates from its optimal value and only for low spectral densities. For ideal non-return-to-zero (NRZ) modulation, however, significant improvements of around 1 dB are obtained using the double-tier configuration over a large range of spectral densities.     

多级全通均衡器对介质薄膜滤波器进行色散补偿的探讨

讨论了介质薄膜滤波器的色散特点,并推导了单级全通滤波器的理论色散。比较理论色散曲线与实际测量色散曲线,两者吻合较好。但由于单级全通滤波器的色散带宽及斜率不能满足实际所需的色散补偿曲线,因此提出了多级全通滤波器,通过控制级连的单级全通滤波器的谐振波长及反射率,可以增大色散带宽,改善色散斜率,使之满足实用的要求。文中给出了四级全通滤波器的理论色散曲线。     

Optimal Configuration of Multiple Pump Powers and Wavelengths for Balanced Pre- and Post-pumped Raman Fiber Amplifiers

A novel configuration algorithm for bi-directionally pumped Raman amplifier is developed by adopting simulated annealing algorithm. Automatic design of optical fiber Raman amplifier using 10 laser diode pumps with different wavelengths and powers is demonstrated for 64 channels DWDM systems. The resulted gain ripple is less than 2.6 dB in amplification bandwidth of more than 50 nm for a transmission span of more than 300 km. The algorithm can be practically applied to desired signal channel number and gain profile.     

Optimal Configuration of Multiple Pump Powers and Wavelengths for Balanced Pre- and Post-pumped Raman Fiber Amplifiers

A novel configuration algorithm for bi-directionally pumped Raman amplifier is developed by adopting simulated annealing algorithm. Automatic design of optical fiber Raman amplifier using 10 laser diode pumps with different wavelengths and powers is demonstrated for 64 channels DWDM systems. The resulted gain ripple is less than 2.6 dB in amplification bandwidth of more than 50 nm for a transmission span of more than 300 km. The algorithm can be practically applied to desired signal channel number and gain profile.     

Beyond 90-km Reach of a 16 × 2.5 Gb/s C/L-band Dense Wavelength-Division Multiplexing Metropolitan Network Based on Self-Seeded Reflective Semiconductor Optical Amplifiers

Abstract

This article reports the operation of a cost-effective, colorless, dense wavelength-division multiplexing metropolitan network based on self-seeded reflective semiconductor optical amplifiers. All reflective semiconductor optical amplifiers used in the experiments are packaged in commercial small form-factor pluggable modules. The proposal architecture is simple and symmetric thanks to utilization of two cyclic array waveguide gratings. Downstream link functions in the C-band wavelength range and the upstream link functions in the L-band wavelength range. By using erbium-doped fiber amplifiers to extend the reach, an error-free transmission over 90 km for 16 channels at 2.5 Gb/s was experimentally demonstrated for both directions, and an optical budget over 35 dB was obtained.     

Analysis of Pulse Tolerance to Pump Depletion Induced Noise in DWDM Systems Using Distributed Fiber Raman Amplifiers

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＧｒｏｗｉｎｇｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｔｒａｆｆｉｃｄｅｍａｎｄｓｍｏｒｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｓｔｏｂｅｕｓｅｄｉｎｏｐｔｉｃａｌＤＷＤＭ(ｄｅｎｓｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ )ｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｎｅｔｗｏｒｋｓ.ＯｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒＲａｍａｎａｍｐｌｉｆｉｅｒｗｉｔｈｉｔｓｗｉｄｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｂａｎｄｗｉｄｔｈａｎｄｆｌｅｘｉｂｌｅｃｅｎｔｅｒｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｉｓｔｈｅｐｒｏｍｉｓｉｎｇｃａｎｄｉｄａｔｅ[…     

偏振模色散及非线性效应对40 Gbit/s密集波分复用系统的影响

高速率、大容量的密集波分复用系统是光纤通信系统的最终发展方向 ,单信道速率达到 4 0Gbit/s时 ,光纤的非线性效应、偏振模色散现象对系统的影响更加突出。在综合考虑群速度色散、自相位调制、交叉相位调制、四波混合、偏振模色散等因素的基础上 ,推导了密集波分复用系统中任意信道的耦合非线性薛定谔方程组。利用扩展的分步傅里叶方法对该方程进行了数值计算 ,通过对 8× 4 0Gbit/s密集波分复用系统的仿真 ,分别研究了非线性效应和偏振模色散对密集波分复用系统的影响。发现由于交叉相位调制和四波混合作用 ,多波长的密集波分复用系统比单波系统受非线性效应影响严重 ;系统受偏振模色散与非线性效应的影响程度与输入信号功率有关 ,在入射光单信道平均功率较低 0 .1mW时 ,偏振模色散是影响系统性能的主要因素 ;当入射光单信道平均功率较高1mW时 ,系统受非线性效应影响严重。而偏振模色散在使信号脉冲展宽的同时 ,类似于非零色散位移光纤中的微小色散 ,对非线性效应又有一定的抑制作用。     

非对称型光学交错梳状滤波器

提出了一种基于Gires-Tournois腔的非对称型光学交错梳状滤波器。理论上,通过调整两个波片的偏振延迟和Gires-Tournois腔的反射率,可以获得任意光谱带宽比的非对称型交错梳状滤波器件。分别对输出带宽比M=1∶3和M=1∶7的非对称型交错梳状滤波器的输出进行了数值模拟,确定两个波片的延迟和Gires-Tournois腔的反射率。分别设计和研制出了输出光谱带宽比M=1∶3和M=1∶7的器件,其中M=1∶3器件的两个输出通道的3 dB带宽分别为0.385 nm和1.161 nm,比值为M=1∶3.02,M=1∶7器件的两个输出通道的3 dB带宽分别为0.191 nm和1.331 nm比值M=1∶6.75。实验结果(光谱带宽比)与设计要求基本符合。