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。     

交叉增益调制的全光波长转换的消光比特性分析

建立了基于半导体光放大器交叉增益调制的波长转换理论模型,讨论了放大器的偏置电流、抽运光参数以及探测光参数对转换后信号消光比特性的影响,结果表明,大的抽运光功率小的探测光功率以及合适的转换波长间隔有利于获得大的消光比。     

Single to 16-Channel Wavelength Conversion at 10 Gb/s Based on Cross-Gain Modulation of ASE Spectrum in SOA

A simple scheme for single to multi-channel wavelength conversion based on cross-gain modulation of amplified spontaneous emission (ASE) spectrum in semiconductor optical amplifier (SOA) is described. Single to 16-channel wavelength conversion at 10 Gb/s is first demonstrated without any additional probe lights, the modulation information carried by input signal could be converted into arbitrary many channels if only the demultiplexer with enough channels is exploited. Output performance and pattern effects are investigated experimentally.     

In-Phase Wavelength Conversion Based On Cross-Gain Modulation in Semiconductor Optical Amplifier

In-phase wavelength conversion based on cross-gain modulation in a semiconductor optical amplifier biased around critical threshold current has been demonstrated. The converted signal and the pump signal have the same bit sequence 1101011000. The stimulated emission competition between the amplification of input signals and the amplified spontaneous emission was used to illustrate the conversion mechanism. Experiment results showed that in-phase wavelength conversion can be achieved with simple structure and high output extinction ratio.     

In-Phase Wavelength Conversion Based On Cross-Gain Modulation in Semiconductor Optical Amplifier

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｃｒｏｓｓ ｇａｉｎｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ (ＸＧＭ )ｉｎｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｏｐｔｉｃａｌａｍｐｌｉｆｉｅｒｓ (ＳＯＡｓ)ｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｅｆｆｉｃｉｅｎｔｗａｙｓｔｏａｃｈｉｅｖｅａｌｌ ｏｐｔｉｃａｌｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｎｄｈａｓｓｉｍｐｌｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ ,ｌａｒｇｅｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｓｐａｎ ,ｈｉｇｈｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ[1] ａｎｄｅｘｔｒｅｍｅｌｙｈｉｇｈｂｉｔｒａｔｅ…     

交叉增益调制型波长转换器噪声特性的研究

对基于半导体光放大器的交叉增益调制型波长转换器相向和同向两种工作方式进行了研究。实验上分别实现了两种工作方式在1550nm波段的波长转换,比较了相同外部条件下两种工作方式的噪声特性,在全面考虑放大自发辐射噪声及其消耗载流子,增益谱的色散性和有源区内部损耗等因素的基础上,运用放大器的分段模型,计算了不同条件下两种方式的输出噪声功率,结果表明：相向型工作方式受放大自发辐射噪声的影响要远大于同向工作方式,输出放大自发辐射噪声功率的大小主要取决于载流子浓度的高低,而载流子空间分布的不均匀程度则决定两种工作方式输出噪声功率的差值大小。     

基于SOA-Sagnac干涉仪的XPM全光波长变换的研究

对基于SOA-Sagnac干涉仪的XPM个光波长变换从理论上和实验上进行了较为详细的研究。根据光路合成法求出SOA-Sagnac干涉仪的化输函数，并导出波长变换后的探测光电场表达式，并构成了一套实验系统，进行了622Mbit／s归零码光脉冲的波长变换实验，获得消光比大于10dB的波长变换范围约为43nm。     

半导体激光器型全光波长转换器的啁啾分析

利用速率方程分析了转换信号光的频率啁啾,考虑到了外界注入信号光的放大.转换过程中,信号光的注入将会导致了光腔内载流子数发生变化,进而引起激光器输出频率的改变,产生啁啾.研究发现,较大的激光器注入电流可以有效地抑制频率啁啾,较高的注入信号光功率则可以在保证高转换信号消光比的同时抑制频率啁啾.     

基于半导体光放大器交叉偏振调制效应实现正、反相波长变换

利用琼斯矩阵,对基于半导体光放大器中的交叉偏振调制效应实现全光波长变换进行了理论分析.结果表明,利用这种机制可以实现同相与反相波长变换.在实验上同时实现了10Gb/s归零信号的正相与反相波长变换,输出消光比分别达到了6.9 dB和8.1 dB.     

基于LOA-XGM波长转换器消光比特性的数值分析

建立了基于一种新型光放大器（线性光放大器）的交叉增益调制波长转换理论模型.对交叉增益调制波长转换器同向工作方式下的输出消光比进行了分析,讨论了抽运光和探测光的波长和功率等参量对转换后信号消光比特性的影响.结果表明:随着抽运光波长的增加,波长转换器的输出消光比逐渐增大,但对于探测光波长的增加,消光比反而减小;增加抽运光功率和减小探测光功率都可以获得较大的消光比;波长向下转换时的消光比明显优于向上转换时的消光比.     

利用交叉增益调制实现光时分复用波分复用波长变换

采用半导体光放大器的交叉增益调制效应 ,通过全光方法 ,实现了 1.2Gbit/s光时分复用信号转换成2× 6 2 2Mbit/s波分复用信号的解复用。它同样具有波分复用信号到光时分复用信号波长变换的功能。     

马赫-陈德尔型全光波长变换器的动态特性分析

利用高频饱和滤波效应和动态载波子恢复时间概念分析了基于半导体光放大器中交叉相位调制的马赫－陈德尔型全光波长变换器的频率啁啾和码间干扰。当采用反禹波长变换时,对于不同的探测光功率在维持消光比不变的情况下,变换信号性能较差的原因是较长的载了恢复时间和较强的码间干扰。但是对于同向波长变换,大的探测光的载流子恢复时间的情况下变换信号的工不一定好于探测光功率较小时达的变换信号的性能。     

逆向注入波长转换方式对转换光脉冲畸变的改善

数值模拟分析了在周期域反转结构的铌酸锂光波导中的脉冲抽运波长转换过程,通过对转换过程中光脉冲波形的演化分析,讨论了抽运光和信号光同向和逆向两种注入方式对转换光脉冲波形的影响.研究结果表明在同向注入方式下由于倍频与差频效应是同时进行的,群速度失配导致的走离效应使倍频光脉冲在波导内不断展宽,遗传给差频转换时,使转换光脉冲发生了波形畸变;为防止转换脉冲发生畸变,提出了采用单片光波导用抽运光和信号光逆向注入的方式,将倍频与差频效应分开来,二次非线性效应不再同时进行,从而改善了转换光脉冲的波形畸变,同时提高了转换效率.     

Analytic approach to the small-signal frequency response of saturated semiconductor optical amplifiers using multisection model

An analytic solution derived by multisection model to the small-signal frequency response (SSFR) of wavelength conversion based on cross-gain modulation (XGM) in semiconductor optical amplifiers (SOAs) is presented. The result contains details that can affect the characteristics of SSFR significantly more than previous ones.     

Theoretical and Experimental Study on all-optical Wavelength Converters Based on the Single-port-coupled SOA

We analyze the all-optical wavelength converter (AOWC)-based on cross-gain modulation (XGM) in a single-port-coupled (SPC) semiconductor optical amplifier (SOA). A comprehensive dynamic model is developed by considering longitudinal variations of the carrier density, the residual rear-facet reflectivity of the SOA and the wide-band spontaneous noise emission. The numerical simulations for the novel wavelength conversion at 10 Gbit/s are presented based on the model. The extinction ratio (ER), conversion efficiency and pattern effect of the SPC-SOA-based wavelength converters are investigated, respectively. Compared with the traditional scheme of the double-portcoupled (DPC) SOA, the SPC-SOA scheme has better performance. We have obtained that the ER is higher than 10 dB with the pump wavelength turned over 15nm from experiments. The experimental results are in agreement with the simulation results.     

基于半导体光放大器四波混频效应的多种调制格式的波长转换实验

实验报道了利用半导体光放大器(SOA)的四波混频(FWM)效应实现多种码型的波长转换.其中对于非归零(NRZ)信号实现了从单信道到三信道的多波长转换.调制速率从10 Gb/s到40 Gb/s均实现多波长转换.对于归零(RZ)信号分别实现了20 Gb/s和40 Gb/s的RZ格式的波长转换和40 Gb/s的载波抑制归零(CSRZ)格式的波长转换,利用光纤布拉格光栅(FBG)作为带陷滤波器消除共轭光和抽运光之间的串扰.对于非归零差分相移键控(NRZ_DPSK)信号分别实现了20 Gb/s和40 Gb/s的波长转换,利用实验室自制的光纤延时干涉仪进行NRZ-DPSK信号的解调.基于FWM效应的转换光的输出消光比大于7 dB,转换后消光比退化约为3 dB.     

量子点半导体光放大器波长转换的Q因子特性

为了改善全光波长转换器的转换性能进而提高输出信号质量,研究了波长转换器的Q因子特性。采用牛顿迭代法和四阶龙格库塔法解光场传输方程和跃迁速率方程,分析了输入信号光功率、脉冲宽度、最大模式增益和有源区长度4个因素对全光波长转换器的Q因子特性的影响,并将得到的结果与相同条件下的输出消光比比较。结果表明:增大输入信号光功率,Q因子先增大后减小,并且在-12 d Bm时取得最大值8.819 d B;Q因子随着脉冲宽度的增加而不断下降;增大最大模式增益和有源区长度,Q因子增大。在实现波长转换的基础上,优化各参数数值,得到的Q因子达到16.680 d B,输出信号质量较好。要同时获得高的消光比和Q因子,提高输出信号的质量,必须选取适当的输入信号光功率、脉冲宽度、最大模式增益和有源区长度。     

基于相向工作方式下交叉增益调制型波长转换器特性的研究

全光波长转换器是密集波分复用系统中的关键光电子器件,也是混合WDM/OTDM光网络实用化的关键部分。从脉冲传输方程和载流子密度方程出发,详细分析了相向工作方式下交叉增益调制型波长转换器转换后光的消光比和啁啾特性。在分段动态模型中考虑了剩余端面反射和自发辐射噪声的影响,模拟结果为交叉增益调制型波长转换器的性能优化提供理论依据。     

基于量子点半导体光放大器全光波长变换特性

从光电集成电路的角度出发,根据量子点半导体光放大器(QD-SOA)中载流子跃迁速率方程和光场传输方程,建立了QD-SOA等效电路模型,并通过电路仿真的方法对QD-SOA的增益谱、饱和增益特性等进行了仿真和分析;利用QD-SOA的交叉增益调制研究了速率分别为40Gbps、100Gbps和160Gbps时的波长转换特性,并分析了不同的偏置电流、功率的信号光和探测光对输出信号消光比和Q值的影响,其转换速率可达到100Gbps,消光比ER约为10dB,Q值约为2.2.该研究对提高基于QD-SOA的交叉增益调制波长转换的性能具有指导意义.     

基于SFRL的FWM型可调谐波长转换器啁啾特性分析

基于半导体光纤环形腔激光器的四波混频型可调谐全光波长转换器的宽带理论模型,从理论上研究了输入信号光功率、注入电流、两个耦合器的耦合比、激射光波长和半导体光放大器有源区长度对转换光频率啁啾的影响.结果表明:转换光的频率啁啾随着输入信号光峰值功率、注入电流以及SOA有源区长度的增大而增大,随两个耦合器耦合比的增大而减小.