基于非线性光纤环形镜被动锁模掺铒光纤激光器

研究了一种基于非线性光纤环形镜"8"字形谐振腔结构的波长可调谐被动锁模掺铒光纤激光器,该激光器通过将偏振控制器加在耦合比为30/70的2×2光纤耦合器首尾相连的环内,在整个谐振腔的右端搭建了一个Sagnac环形滤波器.当泵浦功率为270 mW时,锁模光纤激光器输出了中心波长为1555.7 nm的传统孤子,其光谱的3-d...     

非线性环形镜的调制特性

本文在理论上发现了非线性环形镜的调制特性,并对其进行了全面的分析和计算,对于有放大器的非线性环形镜对光脉冲的压缩和调制特性给予了清晰的解释,提出利用非线性环形镜产生更短光脉冲的可能性。     

光脉冲在不同色散光纤环形镜中传输特性

研究了三种不同色散递减类型光纤构成的环形腔对光脉冲传输特性的影响（指数递减、线性递减与抛物线递减）,发现其色散曲线为指数递减的环形腔最有利于皮秒光脉冲的传输与压缩;而对于飞秒脉冲,在高阶效应的影响下,情况恰恰相反,色散曲线为抛物线递减的光纤构成的光纤环最有利于脉冲传输与压缩.并且对于飞秒脉冲,环形腔的光开关特性只是在一定条件下存在.     

利用光纤环形腔获得短脉冲的特性研究

利用色散渐减光纤构成的非线性光纤环形镜压缩超短光脉冲的动力学特性，发现脉冲压缩存在最佳长度，此时输出脉冲近似为无啁啾脉冲；在最佳长度附近相当宽的范围内，压缩脉冲具有较好的时域及频域质量。当光纤环长度小于或大于某一值时，都会导致得到的压缩光脉冲质量退化。     

基于非线性放大环形镜的波长可调谐耗散孤子锁模光纤激光器

报道了一种基于非线性放大环形镜的"8"字形腔波长可调谐锁模掺镱光纤激光器。当泵浦功率为240 mW时,光纤激光器输出中心波长在1 064.1 nm处的耗散孤子,其光谱3 dB带宽为7.7 nm,重复频率为18.8 MHz,输出光信噪比高达71.2 dB,脉冲宽度为867 fs。分别通过调节偏振控制器和泵浦功率实现了锁模光纤激光器在1 032.8～1 065.1 nm以及1 037.4～1 041.9 nm内调谐输出。探究了不同锁模状态下的光谱与脉冲特性,获得了时间带宽积接近傅里叶变换极限的高斯型脉冲。该光纤激光器结构简单,易于调谐,稳定性好,可为实现波长调谐、耗散孤子锁模提供技术参考。     

双折射光纤环形镜滤波器特性研究

双折射光纤环形镜具有滤波特性,将两个串联的双折射环形镜作为光学滤波器可以改善滤波特性,使其更为灵活。提出了用两个双折射光纤环形镜相串联的简单方案改善环形镜滤波特性。分析了由双折射光纤和萨尼亚克环构成的环形滤波器的透射特性,并讨论了用两个双折射光纤环形镜串联的滤波特性。从理论上模拟了双折射光纤长度比为1：2时的透射光谱形式,给出了透射光的表达式。串联后光谱中主峰的3dB带宽约为7nm,与单个环形镜相比,压缩了环形镜的3dB带宽,品质因数Q约为4．5。实验结果与理论模拟相一致,因此证实了该理论的正确性。     

基于高非线性光子晶体光纤Sagnac环形镜的全光开关

设计了一种新颖的、低开关功率的全光开关. 将高非线性光子晶体光纤和双向抽运掺饵光纤放大器引入Sagnac环形镜内，破坏了环形镜的对称性，利用交叉相位调制作用使反向传输的两路信号光产生非线性相移，从而实现开关效应. 理论分析表明：开关功率与放大器的增益倍数和光子晶体光纤非线性系数的积成反比，在实验中所得开关功率约40 mW，消光比约为15.9 dB，并且信号光透过率随脉冲控制光峰值功率呈余弦变化，实验结果与理论分析相吻合. 关键词： 全光开关 高非线性光子晶体光纤 环形镜 交叉相位调制     

掺铒光纤环形腔中呼吸脉冲的产生

本文基于Peregrine孤子,数值研究掺铒光纤环形腔中呼吸脉冲的产生及其演化特性。Peregrine孤子是一个具有时空局域性的高峰值单脉冲。由于背景波与孤子的相互作用,Peregrine孤子在单模光纤中传输发生分裂。为了产生长距离传输的高峰值脉冲,就需要消除背景波。本文采用掺铒光纤环形腔的方案来消除背景波的影响。掺铒光纤环形腔由单模光纤,掺铒光纤和光纤耦合器组成。通过控制环内单模光纤和掺铒光纤长度,使腔内色散达到近零色散,实现色散管理。研究表明,由于呼吸脉冲的峰值强度与Peregrine孤子的初始输入有关。为了获得高峰值的呼吸脉冲,选取Peregrine孤子在最大激发位置处的脉冲作为光纤环的初始输入。在光纤环的作用下,Peregrine孤子在近零色散环形腔中可以产生长距离传输的高峰值呼吸脉冲,而背景波逐渐演化成小的旁瓣脉冲。另外,高峰值呼吸脉冲的传输特性与色散、非线性和小信号增益有关。净腔色散在[-0.0010,0.0037] ps²范围之内,可以产生长距离传输的高峰值呼吸脉冲。随着非线性系数的增加,呼吸脉冲的峰值强度增加,峰值振荡频率加快,振荡幅度也增加。当非...     

一种基于非线性光纤环镜开关特性的超短光孤子产生方法

提出了一种利用非线性光纤环镜的开关特性将连续波同时转化为亮孤子和暗孤子的新方法 ,即让连续波和另一波长的调制脉冲串共同耦合入光纤环镜 ,交叉相位调制使得一部分连续波被环镜透射 ,其余部分被反射 ;再让透射波和反射波分别在反常色散光纤和正常色散光纤中传输 ,自相位调制和群速度色散之间的相互作用使得透射波和反射波分别演化为亮、暗孤子。数值计算表明 ,该方法不仅可产生脉宽比调制脉冲窄、重复频率比调制脉冲高的亮孤子和暗孤子 ,而且几乎可将全部的连续波能量转化为孤子能量。     

基于光纤光栅和光纤环形镜的波长选择开关

提出并实验研究了采用压电陶瓷调制的光纤环形镜与光纤光栅结合的新型波长选择性光纤开关,获得了开关动态范围大于16dB、波长选择端口插入损耗小于0.5dB的实验结果.研究表明光纤环形镜干涉臂长的平衡是器件的关键.     

非线性光纤环镜在受激布里渊散射慢光级联系统中的可行性研究

基于非线性光纤环镜(NOLM)的脉冲压缩特性,分析了NOLM在基于受激布里渊散射(SBS)慢光级联系统中对延迟脉冲的影响.利用环形结构来模拟多次级联,有效地降低了系统的复杂度,得到了在不同抽运光功率和级联次数下脉冲的延迟输出特性.理论分析表明,NOLM可以有效地抑制SBS慢光级联系统中延迟脉冲的展宽,抽运光功率决定了展宽因子的变化趋势及最终稳定值的大小,展宽因子在级联4次时趋于稳定值,恰当选取抽运光功率可实现脉冲的零展宽延迟;改变抽运光功率和级联次数可以实现延迟量的连续可调,且延迟量理论上不受限制;增大抽 关键词： 慢光 脉冲压缩 非线性光纤环镜 受激布里渊散射     

Multiwavelength erbium-doped fiber laser employing a nonlinear optical loop mirror

A stable and broad bandwidth multiwavelength erbium-doped fiber laser is proposed and demonstrated successfully. A nonlinear optical loop mirror which induces wavelength-dependent cavity loss and behaves as an amplitude equalizer is employed to ensure stable room-temperature multiwavelength operation. Up to 50 wavelengths lasing oscillations with wavelength spacing of 0.8 nm within a 3-dB spectral range of 1562-1605 nm has been achieved. The measured power fluctuation of each wavelength is about 0.1 dB within a 2-h period.     

基于非线性光纤环形镜的少模脉冲幅度调制再生器

随着网络带宽需求的快速增加,波分复用系统的容量已接近非线性香农极限.为了适应未来网络的发展,空分复用技术引起了越来越多的关注.本文首次提出基于少模非线性光纤环形镜(FM-NOLM)的脉冲幅度调制(PAM)全光再生器,描述了其工作原理和具体设计过程.采用COMSOL软件对组成FM-NOLM的硫化物高非线性光纤进行了模式特性仿真.以LP01,LP11,LP21三个光纤模式为例,确定了再生器的参数,计算出每个模式的功率转移函数曲线.仿真分析了该少模PAM-4全光再生器的噪声抑制(NRR)性能,并与单模情形进行了比较.研究表明,1)对于每个空间模式的PAM信号,所有再生电平具有一致的功率转移性能;2)当输入信噪比(SNR)约大于20 dB时,三种模式的噪声抑制比均可超过3 dB,并随着输入信噪比线性增加,其斜率约为1.2;3)在相同输入SNR条件下,三种模式的噪声抑制比相差不大,不超过1.1 dB.为了说明再生器的再生性能,当输入SNR为25 dB时,我们还给出了再生前后PAM-4信号的功率分布直方图.与现有的再生方案相比,本文方案的均匀多电平再生转移性能,使其更适合高频谱效率的长距空分复用系统和任意电平数的PAM信号再生.此外,该方案也能够扩展到波长域,有效提高光通信系统的传输容量.     

基于半导体光放大器和非线性光纤环镜的光脉冲压缩器的设计模型和理论分析

提出了一个基于半导体光放大器和级联的非线性光纤环镜（NOLM）相结合的光脉冲压缩器的设计模型.数值研究结果表明：通过合理选取NOLM的长度，利用该模型可将皮秒光脉冲压缩为无基座飞秒光脉冲. 关键词： 半导体光放大器 非线性光纤环镜 光脉冲压缩     

Optical pulse compression and amplitude noise reduction using a non-linear optical loop mirror including a distributed Gires-Tournois etalon

We propose and analyse numerically a novel dispersion-imbalanced non-linear optical loop mirror (NOLM) scheme allowing simultaneous compression and amplitude noise reduction of chirped ultrashort-pulsed signals. An all-fibre distributed Gires-Tournois etalon (DGTE) made of two uniform fibre Bragg gratings is inserted asymmetrically in the loop, and is used both to dispersion imbalance the NOLM and to compress the pulses. The results show that the output pulses are accompanied by side lobes, which originate from the no-uniformity of the DGTE dispersion spectrum. We analyse the formation of these side lobes and show that, in the case of highly chirped input pulses, side lobes are strongly reduced by the NOLM architecture. In this case, the device operates well even when the signal optical spectrum extends over an entire free spectral range of the DGTE. We believe that this work will be useful for the design of all-optical regeneration schemes for highly chirped data streams in optical transmission systems.     

10 and 20 Gb/s all-optical RZ to NRZ modulation format and wavelength converter based on nonlinear optical loop mirror

We present experimental and theoretical results on all-optical 10 and 20 Gb/s RZ to NRZ modulation format and wavelength converter based on a nonlinear optical loop mirror (NOLM). A vector model of converter was developed and the shape of converted pulses was found analytically for particular choice of polarization states. In the experiment, non-zero dispersion shifted fiber with a length 1200 m was used as a nonlinear medium. Pulses from a 10 GHz mode-locked semiconductor laser diode were modulated to form pseudorandom RZ signal and eventually time division multiplexed to 20 Gb/s. RZ pulses were subsequently converted to NRZ signal. The performance of the converter was evaluated experimentally using the data communication analyzer and bit error ratio tester.     

基于光子晶体光纤光脉冲压缩的理论研究

从理论上研究了单根光子晶体光纤的光脉冲压缩,利用较短的具有高非线性系数的光子晶体光纤可以实现较高质量的光脉冲压缩。针对单根光子晶体光纤压缩光脉冲的限制,提出了一种基于光子晶体光纤非线性环路镜中交叉相位调制效应的脉冲压缩方法。理论研究表明,这种脉冲压缩方式可以压缩自身功率较低的信号脉冲,相比于单根光子晶体光纤的方法,可以得到更高压缩质量的脉冲,通过合理选择控制光脉冲的参数,可以有效地抑制基座。     

Photonic multi-shape UWB pulse generation using a semiconductor optical amplifier-based nonlinear optical loop mirror

We propose and demonstrate a scheme to implement photonic multi-shape ultra-wideband(UWB) signal generation using a semiconductor optical amplifier(SOA) based nonlinear optical loop mirror(NOLM).By employing the cross phase modulation(XPM) effect,cross gain modulation(XGM),or both,multi-shape UWB waveforms are generated including monocycle,doublet,triplet,and quadruplet pulses.Both the shapes and polarities of the generated pulses are flexible to adjust,which may be very useful in UWB pulse shape modulation and pulse polarity modulation.     

Adjustable enhancement of higher order soliton effect pulse compression by using optimized active dispersion decreased nonlinear fiber loop mirror

In this paper, four common dispersion profiles have been investigated for obtaining as high as possible wings free compressed pulse in nonlinear fiber loop mirror. Results show that linear profile can be considered as the best choice. Also, as the importance for enhanced adjustability of higher order soliton effect pulse compression, we propose a new simple method, as active fiber loop. According to our investigation it can be seen that when the amplification factor changes from 3 dB to 4 dB in an active linear profile dispersion decreased fiber loop mirror, the compression factor can be adjusted to any desired value between 140 and 170 where it is approximately two times higher than passive loop.     

非线性传输线中的孤子

分析了波在非线性无色散传输线和非线性有色散传输线中的传播情况,从而引入孤子的概念,分析了孤子的性质,并介绍了有关的实验.