刻蚀衍射光栅色散特性分析

对作为波分复用关键器件之一的刻蚀衍射光栅(EDG)的色散特性提出了一种完整的计算方案,分析了器件强度响应和相位响应之间的内在关系.同时通过模拟计算提出并验证了平坦化的同时加剧了色散,以及适当改善频谱响应带通纹波大小可以在一定程度上降低器件的色散.最终指出了使用渐变的抛物线结构多模干涉更有利于得到综合性能最优的平坦频谱.     

光学相干层析成像色散补偿研究

针对通过增加光源谱宽度来提高光学相干层析成像系统分辨率时样品色散特性的限制作用,分析了色散与光学相干层析成像系统纵向光程分辨率的约束关系.根据物质色散特性,采用数值变换方法对光学相干层析成像相干成像信号进行了色散补偿.实验使用了中心波长1 550 nm 自激发辐射光源和光纤迈克尓逊干涉结构,对水和光学快速扫描延迟线引入的二阶和三阶色散进行了数值补偿并通过相位修正因子来改善补偿效果.确定了一种普适的、快速的数值色散补偿方法.在对水中盖玻片和生物组织和的光学相干层析成像图像的色散补偿实验中取得了良好的效果,证明了方法的可行性.     

光学相干层析成像色散补偿研究

针对通过增加光源谱宽度来提高光学相干层析成像系统分辨率时样品色散特性的限制作用,分析了色散与光学相干层析成像系统纵向光程分辨率的约束关系.根据物质色散特性,采用数值变换方法对光学相干层析成像相干成像信号进行了色散补偿.实验使用了中心波长1550nm自激发辐射光源和光纤迈克尓逊干涉结构,对水和光学快速扫描延迟线引入的二阶和三阶色散进行了数值补偿并通过相位修正因子来改善补偿效果.确定了一种普适的、快速的数值色散补偿方法.在对水中盖玻片和生物组织和的光学相干层析成像图像的色散补偿实验中取得了良好的效果,证明了方法的可行性.     

偏振模耦合分布式光纤传感器的数值色散补偿

从理论和实验两个方面分析并验证了白光偏振耦合分布式保偏光纤传感器探测灵敏度与光纤双折射色散的关系。提出了一种色散补偿耦合强度的计算方法。该方法在忽略光传输中微弱损耗情况下,利用耦合点干涉包络面积在存在双折射色散情况下仍然保持不变这一特性,通过对干涉包络进行希尔伯特(Hilbert)包络提取和最小二乘非线性拟合得到干涉包络的面积,从而获得经过色散补偿后的偏振耦合强度值。实验结果表明,该色散补偿算法具有很高的准确性,尤其对短光纤,绝对偏差小于0.63 dB。     

用于频域光学相干层析成像的深度分辨色散补偿方法

提出一种深度分辨的色散补偿方法,用于增强频域光学相干层析成像的纵向分辨率。将频域光学相干层析成像采集的干涉谱信号傅里叶变换到空域,获取对应不同深度的干涉谱条纹相位,通过对其进行调整实现对被测样品不同深度处的色散的精确补偿。避免传统方法中采用统一色散系数进行色散补偿所带来的过补偿与欠补偿误差,可以有效消除色散引起的频域光学相干层析成像系统点扩展函数的展宽和扭曲。模拟和实验结果表明,基于深度分辨的色散补偿方法在样品的全深度探测范围内可以达到较佳的补偿效果,可有效提高光学相干层析成像系统的纵向分辨率。     

光学元件群延迟的直接测量

提出了一种测量群延迟的新方法,利用白光干涉仪产生的光谱干涉,通过时间频率联合分析直接得出群延迟,减小了传统相位差分方法产生的误差,并通过测量结果减去系统背景,进一步提高了光学元件色散测量的准确度. 该方法适合于具有复杂色散光学元件群延迟和色散的准确测量,也适合于慢光器件群速度延迟的测量. 关键词： 色散测量 白光干涉 时间频率分析 超快激光     

太赫兹量子级联激光器频率梳的色散

群速度色散会限制太赫兹量子级联激光器频率梳的稳定以及频谱宽度.对于太赫兹量子级联激光器频率梳,其色散主要由器件增益、波导损耗、材料损耗引起.研究基于4.2 THz量子级联激光器双面金属波导结构,通过建立德鲁德模型,利用有限元法计算了激光器的波导损耗;器件未钳制的增益由费米黄金定则计算得到,结合增益钳制效应,计算了器件子带电子跃迁吸收以及镜面损耗,得到了器件钳制后的增益;利用Kramers-Kronig关系得到了器件的增益、波导损耗、材料损耗引起的色散,结果表明器件的激射区域存在非常严重的色散(–8×10~5—8×10~5 fs~2/mm).同时,计算了一种基于Gires-Tournois干涉仪结构的色散,结果表明,该结构的色散具有周期性,可以用于太赫兹量子级联激光器的色散补偿.     

精确测定液晶双折射率及其色散的多光束干涉方法

液晶是目前显示器件的重要材料.向列型液晶在其光学性质上类似单轴晶体.液晶的随波长改变的双折射率是基本的物理常数之一.测量液晶的双折射率及其色散的方法,主要有折射法与干涉法.而在测量双折射率的色散方面,干涉法要比折射法简便得多.干涉法所测得的是光程,即noh,neh以及光     

云母晶体双折射率色散特性的研究

针对云母晶体材料本身性质所决定的双折射率色散关系不一致性,给波片设计带来非常不利的影响,提出偏光干涉法研究云母的色散特性.即由分光光度计测量出云母晶体的偏光干涉谱,通过对干涉谱极值点所对应波长的精确判断,准确计算出极值点的最大双折射率,获得从紫外至近红外光波段云母晶体的双折射率色散曲线,经多项式拟合数据处理,得到任意波长的双折射率色散公式.为求解不同温度任意波长的云母晶体双折射率提供了一种精确简单的方法,对云母晶体器件的设计与使用有重要的理论依据和参考价值.     

优化二元相位取样光纤布喇格光栅及对色散和色散斜率补偿的应用

利用粒子群算法对二元相位取样光栅的周期相位调制进行优化设计，在此基础上提出了基于二元相位取样光纤布喇格光栅的色散和色散斜率补偿技术.通过光栅周期啁啾可以调整每个信道的带宽，色散量由子光栅长度决定，调整取样函数的啁啾系数可以改变色散斜率，因此可以设计出用于波分复用系统的多信道色散补偿器件.     

Imperfect antireflection coating effect reduction schemes for birefringent interleaver and optical communication systems

Chromatic dispersion (CD) caused by an imperfect antireflection coating is a great concern for optical engineers, and different techniques have been proposed to reduce CD in optical devices. In this article, we investigate two popular CD reduction techniques used in birefringent interleaver manufacturing and their effects on performance improvement of optical communication systems. Our results show that some CD reduction scheme bringing about a smaller CD ripple amplitude does not necessarily guarantee better system performance. This result can be used as a guideline for optical engineers working on reducing CD caused by an imperfect antireflection coating.     

三镜级联结构Gires-Tournois谐振腔的色散特性分析

系统分析了三镜级联结构G-T谐振腔的色散特性,表明三镜级联结构G-T谐振腔具有不同于两镜级联结构G-T谐振腔的特有色散特性.利用该特性以三镜级联结构G-T谐振腔作为色散补偿元件可有效改善MGTI型interleaver的色散性能,并给出了以三镜级联结构G-T谐振腔为补偿元件的具体补偿实例.模拟结果表明：对50 GHz的MGTI型光交错复用器,可实现中心波长附近±0.08 nm、±0.09 nm和±0.1 nm范围内的色散绝对值分别小于1 ps/nm、2.4 ps/nm和6.6 ps/nm的良好的补偿结果.与文献报道的两镜级联结构G-T腔补偿结果相比,色散绝对值小于1 ps/nm的波长范围扩大了60%;在中心波长附近±0.09 nm范围内的色散绝对值降低了92%.     

一种基于双光纤环形腔的M-Z型交错复用器

提出一种将两个光纤环形腔分别加入M-Z干涉仪两个干涉射臂中构成的交错复用器,得出了满足DWDM所需滤波性能的两个光纤环形腔的最佳耦合比.理论设计表明,这种新结构与已有的单环形腔的M-Z型交错复用器相比,同时具有更宽的0.5 dB透过带和25 dB截止带.分析了耦合比对滤波性能的影响.     

A Y-junction polymer optical waveguide interleaver

A novel C + L band polymeric PLC interleaver using Y-junction structure is reported. The principle of operation and the fabrication are described, and the alignment and temperature characteristics are also investigated. This interleaver has wide bandwidth of operation, about 50 nm. The channel spacing is 1.6 nm and maximum isolation 28 dB.     

Analysis of retroreflector-introduced spectrum distortion in birefringent crystal-based interleaver filters

Spectrum distortion in a birefringent crystal-based interleaver filter introduced by the right-angle total internal reflection retroreflector is studied. The phase shift between two perpendicularly polarized components of the polarized light incident onto the retroreflector is calculated. The sensitivity of the phase shift to the incident angle for different materials from which the retroreflector is made is also considered. This study indicates that the phase shift is less sensitive to the incident angle for retroreflectors having a higher index of refraction, suggesting a fixed-phase compensator that can be used to cancel out the phase shift introduced by the retroreflector to recover the interleaver filter's spectrum. The fold-back 50 GHz channel spacing birefringent crystal interleaver filter is fabricated to demonstrate that the spectrum distortion due to the phase shift introduced by retroreflector can be eliminated by a phase compensator.     

一种基于IIR光交错滤波器的设计方法

基于数字信号处理中的IIR理论,提出了一种基于MGTI型interleaver的新颖设计方法,可以简便地得到所求的各组结构参量.通过z变换简化透射方向和反射方向光波电矢量的表达式,分析了零极点位置对整个滤波器的影响,利用IIR中椭圆滤波器的设计方法得到Gires Tournois腔的腔长、臂长差和Gires Tournois腔各镜面的反射率.并给出了利用两个双镜Gires Tournois腔替代两面全反镜所得到的三组不同参量,比较了采用不同Gires Tournois腔所得到的相应的1、3、5、7、9阶interleaver的模拟仿真结果.     

基于法布里-珀罗腔反射光相位特性设计的梳状滤波器

提出了一种用于设计密集波分复用全光网络中梳状滤波器的方法，该器件利用法布里-珀罗腔反射光相位的非线性性质，结合光的相位在一定光程差下随频率呈线性周期变化的特点，通过使这样两束相位匹配的光发生干涉，得到所需滤波特性。运用江膜特征矩阵对模型进行了模拟计算，并分析了计算结果，论证了这种结构的可行性。     

25 GHz interleavers made by Michelson interferometer with a Gires–Tournois etalon

We report a high-quality interleaver with frequency spacing of 25 GHz, which is made by a Michelson interferometer with a mirror replaced by a Gires–Tournois etalon. Our optimal design and elaborate manufacture assure its excellent performance. We present the analysis of performance parameters, design of structural parameters, the unique fabrication technology and testing results of this interleaver in this paper.     

A flat-top birefringent interleaver based on ring-cavity architecture

We propose and demonstrate a flat-top 25-GHz birefringent interleaver using a novel ring-cavity architecture. The ring-cavity provides the phase shifts needed to achieve a flat-top spectral passband at the output. Fresnel reflectivities (for s- and p-polarization states) at the prism-air interface of the ring cavity are employed so that highly accurate thin-film coatings are not needed for the phase shifts. By choosing the appropriate incident angle near the Brewster angle, the optimum interface reflectivities for flat passbands and low crosstalk can be obtained. The ring cavity based interleaver in a 25-GHz channel spacing application exhibits a 0.5-dB passband larger than 0.14 nm, a 25-dB stopband greater than 0.14 nm, and a channel isolation higher than 28 dB over the entire C-band.     

马赫曾德尔干涉仪型波长交错器研究

提出薄膜器件与光纤器件构成组合器件的概念，详细研究了薄膜Gires-Tournois干涉仪型光学全通滤波器与光纤马赫-曾德尔干涉仪组合成的波长交错器的传输特性。并讨论了反射系数、损耗、色散、耦合比等参量对器件性能的影响。最后，提出一个双向马赫-曾德尔干涉仪组合器件的方案及其在双向波分复用系统中的应用。