Studies on Timing Jitter in WDM Dispersion-Managed System by Variational Method

The variational method is employed to describe the basic properties of soliton parameters and to evaluate the timing jitter by considering multi-perturbations in wavelength-division-multiplexing (WDM) dispersion-managed soliton (DMS) system. The bit error rates (BER) of different dispersion managed systems, which induced by the timing jitter are given and compared. From that, there exist optimizations for the design of high-speed and long-distance practical WDM soliton system.     

Timing Jitter and Frequency Shift in Dispersion-Managed Soliton Systems with Raman Scattering Effect

We have studied the timing jitter in dispersion-managed soliton systems with a Gaussian pulse by two methods. Firstly, the timing jitter expressions for dispersion-managed soliton are derived by use of the perturbed variational method. By analyzing and simulating the timing jitter expressions, one can find that the timing jitter is induced by the amplifier spontaneous emission noise, the frequency shift, etc. The chirp sign, the soliton self-frequency shift, and the filters action also have effects on the timing jitter. Secondly, the timing jitter is calculated and analyzed by the moment method. The results of the two methods are proved to be consistent.     

Measurement of Timing Jitter in Wavelength Tunable Femtosecond Soliton Pulses

We investigated the root mean square (RMS) timing jitter and RMS intensity noise of the wavelength tunable femtosecond soliton pulses using the technique of radio-frequency spectrum analysis. We obtained interesting results that the generated solitons have almost constant RMS timing jitter and RMS intensity noise of approximately 410 fs and 0.03% in the wavelength region of 1600-1750 nm. It is therefore believed that the magnitudes of the jitter and noise are not greatly increased in the process of wavelength tunable soliton pulse generation. The wavelength tunable soliton pulse is confirmed to be stable and useful for practical applications.     

负啁啾脉冲在正负色散光纤中传输特性研究

对负啁啾脉冲在正常色散光纤中传输特性进行了数值分析和实验研究，数值分析与实验结果基本一致。数值分析和实验证明正常色散光纤不仅能压窄负啁啾的脉宽而且能压窄频谱，采用正常色散光纤消啁啾后用色散位移光纤为传输媒质成功地进行了一阶和高阶孤子传输。     

40 Gb/s窄脉冲预啁啾归零码色散管理传输

通过数值计算的方法，对40Gb/s带有预啁啾和无啁啾的窄脉冲归零码在色散管理光纤链路中的传输特性进行了比较，计算发现，脉冲的预啁啾会与光纤的高阶色散共同作用，并增强高阶色散对传输的影响，只有在高阶色散得到很好补偿以后，窄脉冲带啁啾的归零码（CRZ）的传输特性才会好于无啁啾的归零码。对不同的入射脉冲条件和传输链路参量存在相应的预啁啾最佳值。     

Timing Jitter Induced by White Noise in Mode-locked Solid-state Lasers

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｓｏｍｅｐａｒｔｉｃｕｌａｒａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｄｅｍａｎｄｕｓｔｏｍｉｎｉｍｉｚｅｔｉｍｉｎｇｊｉｔｔｅｒｉｎｍｏｄｅ ｌｏｃｋｅｄｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅｌａｓｅｒｓ.Ａｓｗｅｋｎｏｗ ,ｔｈｅｒｅａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｍｏｎｇｔｈｅｐｕｌｓｅｓｉｎｔｅｒｖａｌｓｉｎａｐｕｌｓｅｓｔｒａｉｎ ,ｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｔｈｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｌａｓｅｒ,ａｎｄｔｈｅｒｏｏｔｏｆｔｈｅｍｅａｎｓｑｕａｒｅｄｏｆｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓｉｓｃａｌｌ…     

光阴极微波电子枪中时间抖动对粒子动力学的影响

对光阴极微波电子枪粒子束性能起决定性影响的因素之一就是激光脉冲相对加速微波相位的时间抖动. 对这种时间抖动的测量和反馈控制进行了理论和实验分析, 并对时间抖动对束流品质的影响进行了模拟研究, 得到了利用锁相环回路降低激光脉冲相位噪声的实验经验, 为光阴极微波电子枪中激光与微波相位同步问题提出了解决方法.     

差分相移键控色散管理孤子多扰动系统的相位抖动

差分相移键控(DPSK)调制方式和色散管理孤子传输方式的结合能抵制噪声和非线性损伤,在高速(40 Gbit/s以上)多信道系统中具有突出的优点。采用变分法分析了多波长信道的放大自发辐射(ASE)噪声、信号间的非线性串扰(ISI)等多种扰动因素引起差分相移键控色散管理孤子系统的均方根相位抖动,给出了扰动的作用区域以及各扰动的大小。研究发现,放大自发辐射引起的抖动与传输距离成三次方的关系,而交叉相位调制(XPM)引起的抖动与距离近似成线性关系。通过优化选择色散管理图强度范围1.5~3.5,各种扰动得到了抑制,而以放大自发辐射扰动抑制为最大,此时要远低于交叉相位调制引起的抖动,然后分别是交叉相位调制-放大自发辐射扰动和交叉相位调制,从而波分复用系统主要来自于增加信道数这一客观限制。     

在采用集总放大器的光孤子优越传输中啁啾的作用

讨论了光孤子传输中，由脉冲包络的相位变化产生的啁啾与孤子传输的关系。数值计算表明，当孤子脉冲收缩、展宽时，啁啾总是改变符号，利用啁啾也可以定出孤子传输的光纤临界长度（即孤子传输中集总放大器的间隔），其效果比用脉宽恢复定出的临界长度要好     

基于不同色散光纤的光纤链的孤子传输研究

对不同色散光纤组成的光纤链在放大距离内的孤子传输进行了数值和实验研究，结果表明：不同的光纤组合有着不同的结果，因此在孤子传输时存在着合理地组合不同色散光纤的问题，而且即使同一根由不同色散组成的光纤链，当入纤方向了出纤方向交换时，实现孤子传输所需要的能量及孤子传输的稳定性也是不一样的。     

10 Gb/s光通信传输系统中一阶PMD自适应补偿实验

在10 Gb/s归零码(RZ)光通信传输链路中成功地搭建一阶PMD自适应补偿的实验系统,补偿量29 ps,跟踪补偿时间在1 s以内,补偿效果明显.     

基于半导体光放大器和整形滤波器的40 Gb/s的归零正码波长变换研究

理论上分析了通过整形滤波器方法实现正码波长变换的原理,并讨论了滤波器带宽及偏移方向对正码脉冲效果的影响,解释了目前实验报道中多采用蓝移滤波方案的技术根由。在实验上利用半导体光放大器(SOA)和通带滤波器完成了40Gb/s的归零码波长变换实验,验证了理论分析的结构,证明了整形滤波器加半导体光放大器的方案可以实现正码的波长变换。这对于简化网络的设计,提高信号传输质量都有重要的意义。     

啁啾高斯光脉冲对带前置放大器光接收机灵敏度的影响研究

研究了不同程度啁啾分量高斯形光脉冲信号对带前置放大器光接收机灵敏度的影响，同时进行了理论分析和数值摸拟。发现适当选取高斯形光脉冲信号归一化相对脉宽因了、啁啾分量、接收机均衡滤波器输出的升余弦频谱波形滚降因子的值可以提高光接收机灵敏度，其结果对实际光接收机的分析和设计有一定指导意义。     

一种40Gb/s单信道光纤通信系统中的动态色度色散补偿

提出了一种用于40 Gb/s单信道光纤通信系统中的动态色度色散(CD)补偿技术。采用2×2光开关,色散补偿光纤(DCF)等器件构成可调节色度色散补偿器;提取中心频率为12GHz的窄带电功率信号作为反馈信号控制可调节色度色散补偿器,提取的窄带电功率值随系统中的累积色度色散值的增大而减小。实验证明,整个补偿系统的最长响应时间为0.7 s;补偿范围和补偿精度分别为81.55 ps/nm和5.28 ps/nm,通过增加光开关的数量和缩短每段色散补偿光纤的长度可以进一步提高补偿范围和精度。通过对比补偿前后系统的眼图可以看出:该系统能有效地补偿40 Gb/s光纤通信系统中动态变化的色度色散。     

10 Gb/s光纤通信系统一阶偏振模色散动态补偿系统反馈控制的实现

在偏振模色散(PMD)自动补偿技术中,如何根据反馈信号得到相应的控制信号,使补偿速度跟随偏振模色散变化始终是该技术的一个核心问题。提出了一种新颖的自适应抖动跟踪算法,完成了以微波信号为反馈的多自由度的一阶偏振模色散自动反馈补偿系统的跟踪补偿实验。算法成功地解决了传统算法在跟踪搜索过程中易陷入局部极值的问题,有效地克服了系统中的重要控制器件偏振控制器的磁滞现象以及动态补偿时跟踪搜索过程中易出现的瞬间恶化现象。实验结果表明该算法在对出现突发偏振模色散扰动后自动进行补偿的响应速度在ms量级,最快能达到1~2 ms。     

Reduction in timing jitter by chirp selection for externally modulated return to zero optical soliton pulse at 10 Gb/s

We investigate the chirp selection of externally modulated RZ soliton pulse at 10 Gb/s for fiber optical communication systems for the reduction in timing jitter. We have chosen single arm Mach-Zehnder amplitude modulator with sin² electrical shaped input-output (P-V) characteristic and its chirp range has been varied in the range of −5 to 5. The timing jitter, Q factor and bit error rate (BER) generated for the chirp range has been studied for various fiber lengths and post compensation has been demonstrated to reduce the timing jitter. The number of fixed output amplifiers after every 60 km span is varied from 2 to 10 and corresponding accumulated ASE noise has been studied to manage timing jitter and BER in permissible range, i.e. 5 ps and 10⁻⁹, respectively. It is observed that when two fiber spans are taken then the compensating fiber length for the system is less than 20 km for each case of the chirp considered. For 10 fiber spans, the compensating fiber length increases in the range 60-90 km depending upon the value of chirp taken. Finally it is shown that the chirp value of external modulator should be set to either 0 or −1 for externally modulated RZ soliton pulse in 10 Gb/s optical communication system which makes the system more insensitive to the timing jitter and the selection of dispersion compensating fiber length.     

利用半导体光放大器实现10 Gb/s全光半减器的组合逻辑实验研究

提出了一种新型全光半减器组合逻辑方案.该方案基于两个半导体光放大器(SOA)和窄带光滤波器(NOBPF).利用SOA的四波混频(FWM)和交叉增益调制(XGM)效应,通过调整NOBPF的中心波长,第一个SOA产生逻辑"A·B"门,提供半减器的"借位",同时该SOA产生"同或"逻辑;第二个SOA产生"非"逻辑,两个SOA级联后产生逻辑"异或"门,提供半减器的"差"位.实验中,实现了两路10 Gb/s伪随机归零(RZ)码信号间的全光半减逻辑运算.     

40Gb/s光时分复用传输光纤光栅补偿色散研究

用精密扫描掩模法写入宽阻带啁啾光纤光栅,掩模板背面两端各10％长度处镀有按4阶高斯函数透过率的膜,写入的啁啾光栅的时延纹波最大值为20ps。为减少写入光纤光栅的偏振模色散,研制了新的低偏振模色散光纤光栅补偿写入法。采用补偿写入法前的平均微分群时延为9．1406 ps;采用补偿写入法后的平均微分群时延为0．1521 ps。并利用低偏振模色散光纤光栅对40Gb／s光时分复用系统在普通G．652光纤传输122km的色散进行了补偿实验,功率代价为1．5dB。     

4×10Gb/s 400km 啁啾光纤光栅色散补偿研究

介绍了利用光纤光栅成功实现了4×10Gb/s 400km G-652光纤的色散补偿，各信道传输部分在误码率为10-10时，无误码传输的功率代价均小于2dB，且最好的功率代价为负值- 关键词： 光纤光栅 色散补偿 功率代价     

数值模拟高阶色散和非线性对光孤子传输的影响

光孤子传输中的高阶色散以及高次非线性效应是光纤通讯发展的重要制约因素。从光孤子在光纤中的一般传输方程出发, 在较大的入纤功率的前提下, 综合考虑了高阶色散、五次非线性和损耗因素, 得到其具体传输方程, 并据此从理论上分析了高阶色散和非线性对光孤子传输性能的影响。本文采用分步傅里叶方法, 以MATLAB为实现工具, 实现高阶色散和非线性对光孤子传输影响的模拟计算, 并深入分析了高阶色散和非线性导致的孤子脉冲频移现象。计算结果表明: 在入射功率较大的时候, 高阶色散效应不可忽略。当五次非线性γ2>0时,孤子脉冲主峰发生微小频移; 而当五次非线性γ2<0时, 孤子脉冲主峰基座产生微小频移; 当高阶色散β3>0时频率出现红移, 而当β3<0时, 频率出现蓝移。