2.5 GHz Multi-Channels Tunable Wavelength Converter Based on Cross Gain Modulation in Semiconductor Optical Amplifier

Characteristics of 2.5GHz tunable wavelength converter multi-channels in conventional band based on cross gain modulation in a semiconductor optical amplifier are demonstrated.     

半导体光放大器的稳态增益饱和特性

高速全光逻辑门是实现光分组交换、光计算和未来高速大容量光传输的关键器件,近年来受到广泛的关注。半导体光放大器（SOA）因为具备体积小、工作波长范围宽、响应时间短及良好的非线性特性等优点,成为研制高速全光逻辑器件的首选。采用分段模型分析了SOA的稳态增益饱和特性,通过数值求解载流子速率方程和光传输方程对其特性进行了仿真实现。结果表明,SOA在入射光功率不同时会表现出明显的非线性;在一定范围内增加光功率,SOA增益持续增加,继续增加入射光功率,SOA逐渐进入饱和吸收状态,增益反而降低。     

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.     

考虑端面反射率的半导体光放大器增益特性研究

在考虑到端面反射率影响的前提下,从SOA载流子的速率方程和耦合波方程出发,建立了基于SOA的交叉增益调制波长变换理论模型,利用分段模型方法对影响增益特性的几个参数进行了数值模拟。结果发现,注入电流和有源区面积对SOA增益的影响有一个阈值,在阈值范围内,SOA增益的大小随着注入电流和有源区面积的增大而明显的增大,但是超过阈值时,则SOA增益趋向饱和。     

Theoretical Study on Wavelength Conversion Based on Cross Phase Modulation Using Semiconductor Optical Amplifiers

Performances of wavelength converted signal by cross phase modulation (XPM) using semiconductor optical amplifiers (SOA's) were studied by the use of the multi-section model. Results show that they are related to both the phase arm bias current of the XPM wavelength converter and its operation. When the conversion is under the in-phase operation, the peak extinction ratio (ER) and the chirp frequency of the converted signal increase according to the decrease of the phase arm bias current, but the input signal power dynamic range decreases. When the converter is under the out-of-phase operation, the chirp frequency decreases with the decrease of the phase arm bias current, while the peak ER and the input power dynamic range keep almost the same when the phase arm bias current changes.     

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…     

半导体光放大器增益波动的研究

详细研究了行波半导体光放大器的增益波动特性，理论模型的建立舍弃了通常采用的载流子在光放大器中沿腔长方向均匀分布的假设。分析表明，光放大器增益波动的大小与器件端面反射率、自发发射因子以及入射光功率等因素有关。理论计算与实验结果得到了较好的吻合     

基于半导体光放大器的光脉冲压缩方案的研究

对一种基于半导体光放大器(SOA)和普通单模光纤的光脉冲压缩方案进行了理论分析和实验验证.建立了该方案的理论分析模型,并在此基础上数值模拟了光脉冲的传播过程.计算结果表明,通过合理选取单模光纤的长度,可使50 ps光脉冲压缩到5 ps.实验表明利用普通单模光纤群速度色散导致的脉冲啁啾抵消SOA自相位调制引起的脉冲啁啾,实现了色散补偿及脉冲压缩.     

半导体光放大器增益及发光特性的理论研究

半导体光放大器(SOA)的非线性特性在光开关、波长变换、光逻辑运算中有重要的应用.研究了注入电流、入射光波长及SOA有源区长度对SOA增益和发光功率的影响.数值模拟结果表明:注入电流的增加,会引起载流子浓度的增加,且使SOA增益趋于饱和的速率加快;不同的SOA模型存在一个最佳输入光波长,在此波长附近有较好的增益特性;加长半导体光放大器有源区长度可获得更大增益,同时提高了器件的响应速率.     

光纤中基于交叉相位调制的超短光脉冲串的产生

提出一种在单模光纤正常色散区由连续波产生超短光脉冲串的新方法，即让连续波和一个波长位于光纤正常色散区的调制脉冲串在光纤中同时传输，交叉相位调制效应和群速度色散效应的相互作用能使连续波演化成一串超短光脉冲，其脉冲宽度比调制脉冲串中的脉宽要小得多，本文还通过计算机模拟，对这一方法进行了全面的考察和分析。结果表明，该方法不仅实用，而且可取得较好的效果。     

基于半导体光放大器的慢光研究

根据半导体光放大器中四波混频效应产生的等效折射率光栅理论,利用调制折射率和载流子寿命的物理现象模型推导并分析了信号光延时量与半导体光放大器注入电流、泵浦光入射功率、泵浦光与信号光的频率失谐量之间的定量关系,并采用半导体光放大器分段模型的方法进行了数值模拟.相比于目前从降速因子的角度定性分析频率失谐量对延时效果影响的方法...     

半导体光放大器自动增益控制的实验研究

从行波半导体光放大器（ＴＷ－ＳＬＡ）的增益特性出发。对光放大器的自动增益控制（ＡＧＣ）进行了研究，设计出一种全电子自动增益控制系统。自动增益控制系统对光放大器输出功率的波动有明显的改善作用，能够对由于工作温度，输入偏振态的变化而产生的光放大器增益变化进行自动控制，并对前级我国率的波动进行调节。     

基于半导体光放大器四波混频原理的光采样

建立了可研究强超短光脉冲放大特性且包含自由载流子吸收、受激辐射、双光子吸收、光谱烧孔和超快非线性折射效应的半导体光放大器理论模型,用以建立脉冲四波混频模型,并进一步仿真了基于半导体光放大器的光采样过程,重点讨论了自由载流子吸收、双光子吸收效应对采样特性的影响。仿真结果与实验结果相符。     

多量子阱半导体激光器的交叉增益调制波长转换特性

实验利用光注入多量子陆半导体激光器产生的载流子消耗和带间载流子吸收产生的交叉增益调制效,实现波长转换，转换光的光强变化幅度与偏置电流有关。通过调节偏置电流的大小，能使转换光与注入信号光在同向和反向间进行切换。     

基于半导体光放大器进行光标签提取的性能分析

利用半导体光放大器增益饱和数学模型,第一次分析了基于单个半导体放大器进行光标签提取的节点性能.通过对半导体光放大器的参量分析和优化,仿真显示,对于标签速率2.5 Gb/ s 、净荷速率40 Gb/s 的光分组包,提取的标签消光比可达到13 dB.     

行波半导体光放大器的偏振特性研究

以有源法布里－珀罗谐振腔的增益特性为基础，研究了行波半导体光放大器的偏振特性。对行波半导体光放大器的偏振灵敏度与端面反射率、增益系数、光场限制因子等诸因素之间的关系进行了理论分析和实验研究。在此基础上，讨论了改善行波半导体光放大器偏振灵敏度的若干方法，并提出了新的偏振不灵敏行波半导体光放大器结构。     

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.     

The Fabrication and Characterization of Polarization Insensitive Semiconductor Optical Amplifier

An angled facet strained bulk InGaAs SOA has been designed and fabricated. A device with double-layer antireflection coatings had <2dB polarization sensitivity and <0.5dB gain ripple.     

多电极半导体光放大器对增益特性的改善

提出了采用多电极实现电流非均匀注入来改变半导体光放大器(SOA)内部的载流子分布,从而改变其增益饱和特性的一种新的方案.用SOA分段模型的计算结果表明,与单电极均匀注入电流的SOA 相比,在同样的总注入电流下,对一个两电极SOA采用前面小后面大的非均匀电流注入,可以提高饱和输出功率和饱和输入功率.而采用前面大后面小的电流注入方式,则将使SOA更容易发生饱和,不仅饱和输出功率与饱和输入功率减小,而且增益谱在饱和后的压缩程度加大,增益谱压缩的对称性提高.对多电极SOA,可以方便灵活地调节各节之间的长度比和注入电流比来满足不同的应用要求.