偏振模色散及非线性效应对40 Gbit/s密集波分复用系统的影响

高速率、大容量的密集波分复用系统是光纤通信系统的最终发展方向 ,单信道速率达到 4 0Gbit/s时 ,光纤的非线性效应、偏振模色散现象对系统的影响更加突出。在综合考虑群速度色散、自相位调制、交叉相位调制、四波混合、偏振模色散等因素的基础上 ,推导了密集波分复用系统中任意信道的耦合非线性薛定谔方程组。利用扩展的分步傅里叶方法对该方程进行了数值计算 ,通过对 8× 4 0Gbit/s密集波分复用系统的仿真 ,分别研究了非线性效应和偏振模色散对密集波分复用系统的影响。发现由于交叉相位调制和四波混合作用 ,多波长的密集波分复用系统比单波系统受非线性效应影响严重 ;系统受偏振模色散与非线性效应的影响程度与输入信号功率有关 ,在入射光单信道平均功率较低 0 .1mW时 ,偏振模色散是影响系统性能的主要因素 ;当入射光单信道平均功率较高1mW时 ,系统受非线性效应影响严重。而偏振模色散在使信号脉冲展宽的同时 ,类似于非零色散位移光纤中的微小色散 ,对非线性效应又有一定的抑制作用。     

单侧耦合16通道100GHz硅基二氧化硅阵列波导光栅的研制

介绍了一种新型单侧耦合16通道、100GHz通道间隔的硅基二氧化硅阵列波导光栅(AWG)。通过增加一个Y分支波导结构,将AWG的输入、输出波导等间距整齐排列,仅用一个光纤阵列(FA)就可以对AWG器件进行耦合封装。这种AWG的结构设计可有效地减小器件尺寸和增加波导结构的弯曲半径,可减少器件的抛光和耦合时间,可降低器件的成本。     

一种通带平坦的粗波分复用/解复用器件的研制

随着粗波分复用(CWDM)系统在城域网和接入网中日益广泛的应用,人们对粗波分复用／解复用器的研究也逐渐展开。报道了一种8通道波长间隔为20nm的粗复用／解复用器。该器件基于阵列波导光栅(AWG)原理设计,利用平面光波导技术(PLC)制作,采用多模干涉输入结构和“S”形阵列波导结构,实现了较宽的通带宽度和较低的串扰。实验测得1dB带宽大于10nm,相邻串扰大于24dB,非相邻串扰大于32dB。介绍了其设计原理和制作过程,给出了光束传播法(BPM)数值模拟结果,并和实验结果进行了对比。     

多级全通均衡器对介质薄膜滤波器进行色散补偿的探讨

讨论了介质薄膜滤波器的色散特点,并推导了单级全通滤波器的理论色散。比较理论色散曲线与实际测量色散曲线,两者吻合较好。但由于单级全通滤波器的色散带宽及斜率不能满足实际所需的色散补偿曲线,因此提出了多级全通滤波器,通过控制级连的单级全通滤波器的谐振波长及反射率,可以增大色散带宽,改善色散斜率,使之满足实用的要求。文中给出了四级全通滤波器的理论色散曲线。     

Double Stage Flat Passband Acousto-Optic Wavelength Filter

We developed a flat passband acoustooptic filter. For the passband flattening, cascaded bandpass and notch filters with different mode converter lengths and conversion strengths were used. We attained a flat passband with flatness of less than 1 dB in the 2 nm range using the device with a second- to first-stage mode converter length ratio of 1.2.     

Polarization Control Technique to Reduce, Power Penalty in Tri-Directional, Transmission Systems

Polarization control is used in a tri-directional wavelength-reused system to reduce the power penalty caused by coherent mixing of the signal with Rayleigh backscattering noise. For a 25 + 25 km, 10 Gb/s tri-directional transmission system, the power penalty is 4.0 dB under the worst polarization control and could be reduced to 0.4 dB under optimal polarization control. The experimental results show that reusing the same wavelength is an efficient and promising method for tri-directional lightwave systems.     

基于一种易于制作的混合型表面等离激元波导结构的超紧凑截线滤波器

提出并分析了一种结构紧凑的截线型滤波器。该滤波器建立在一种硅基混合型表面等离激元波导结构上。与通常的混合等离激元结构相比,该波导结构在制作时只需对顶部的一层硅材料进行刻蚀,不需在光刻步骤进行对准和套刻,工艺简单易行。该截线滤波器由一截突柱波导与直波导耦合组成,并采用三维时域有限差分方法对其频谱响应进行模拟计算。计算结果表明该滤波器与现有文献中的二维金属-绝缘体-金属波导截线滤波器具有类似的频谱特性。另外,还进一步分析了截线部分及波导自身尺寸对器件输出频谱的影响。     

Polarization Independent Three-Element Solc-Type Birefringent Optical Fiber Loop Filters

Polarization-independent birefringent optical fiber loop filters with narrowband transmission characteristics are studied. Using Jones matrix analysis, a three-element fiber loop filter structure, performing as a Solc-type narrow band filter is designed and fabricated. By selecting proper splice angles between these three elements as well as their birefringence, a narrowband, polarization-independent periodic optical filter with 0.63-nm transmission bandwith and 2.71-nm transmission period is realized     

可见光通信多维复用技术研究

LED替代白炽灯和日光灯用于照明已经成为明显的趋势。LED可以同时用于照明与通信的特点,使得可见光通信(VLC)成为了近年来国内外研究的热点。由于其具有无辐射、抗电磁干扰、频谱使用无需授权等优势,VLC已成为下一代高速无线接入的新兴技术。目前VLC发展的主要挑战在于LED有限的调制带宽限制了VLC系统的传输速率。针对这一瓶颈,从VLC系统多维复用方式出发,详细介绍了波分复用、频分复用、偏振复用和空分复用四种复用技术,实现多路复用信号并行传输,从而有效提升系统的传输容量。通过对这四种技术原理和性能的分析与讨论,验证了多维复用技术在提升VLC系统传输容量上的可行性,表明了其在VLC系统中广泛的应用前景。     

基于绝缘体上的硅材料的全内反射型阵列波导光栅器件的设计

设计了一种基于绝缘体上的硅材料的全内反射型阵列波导光栅解复用器年。将一全内反射波导镜引入原弯曲的波导列阵中，该波导镜具有偏振补偿的功能和缩小器件尺寸的特点。在器年数值模拟的基础上，制作了原理性器件，并获得了初步的实验结果。     

用于波分复用的缺陷态复周期结构光子晶体滤波器的研究

利用传输矩阵法，研究了一种用于波分复用的光子晶体滤波器。该结构是中间包含一个缺陷层的一维三层念质的光子晶体，叫做缺陷态复周期结构光子晶体。通过数值计算得出它的色散关系和滤波特性。当改变缺陷层的厚度并保持其折射率不变时，带隙中将出现个数不同的局域模。缺陷层厚度增加时，局域模数也随着增加。适当调节缺陷层厚度，使带隙中出现八个窄带滤波窗口，能很好的用作八通道波分复用一解复用滤波器。由于很高的传输率和低的传输损耗，故在高速，长距离光通信中将有很好的应用。     

Impact of a Post-OTDM-Demultiplexing Optical Filter on Dense OOK OTDM-WDM Transmission

The impact of a post-OTDM-demultiplexing optical filter on the performance of dense on-off keying (OOK) optical time division multiplexing (OTDM)—wavelength division multiplexing (WDM) systems was studied. For return-to-zero (RZ) modulation, it was found that the additional filter working in a double-tier filter configuration did not offer any significant improvements to performance when the signal pulse width is optimized. Improvements generally increase only when the signal pulse width deviates from its optimal value and only for low spectral densities. For ideal non-return-to-zero (NRZ) modulation, however, significant improvements of around 1 dB are obtained using the double-tier configuration over a large range of spectral densities.     

Volume Phase Transmission Gratings and Compact Configurations for Coarse Wavelength Division Multiplexing and Demultiplexing

Volume phase transmission gratings, that have high and uniform diffraction efficiency regardless of polarization of the incident light over a broad wavelength range, have been designed and recorded. Such gratings were incorporated successfully into a novel compact configuration of a coarse wavelength division demultiplexer. Calculated and experimental results of such gratings, and a compact four-channel demultiplexer operating in the 1500 nm to 1600 nm range are presented.     

一种有效提高薄膜滤光片型密集波分复用器器件性能的方法及其实验研究

对光梳状滤波器加薄膜滤光片型模块制作密集波分复用器(DWDM)的两种应用方案进行了研究,提出了一种提高插损一致性、信道隔离度及减小串扰的结构方案。对新结构方案与常规结构方案进行了理论分析及实验研究,结果表明新结构可将级联次级峰由大于-30dB降至-50dB以下。用16波50GHz的密集波分复用器件拼接进行的实验表明最终器件的插损减小0．869dB,插损一致性减小2．005dB,相邻信道隔离度提高1．004dB,非相邻信道隔离度提高42．903dB．总串扰提高1．68dB。该方案不仅可以应用到光梳状滤波器与薄膜滤光片型模块拼接高性能的超密集波分复用器件．同样也可适用于阵列波导光栅等类型的密集波分复用器件中以降低工艺难度,提高性能指标。     

集成光学声光可调谐波长滤波器的研制

阐述了中心波长为１．５２３μｍ的集成光学声光可调谐波长滤波器的各项理论参数、制作工艺以及性能测试。在有效声光相互作用长度１６ｍｍ、射频驱动功率３５ｍＷ时,获得了模式转换效率大于９９％、插入损耗小于－４．ｄＢ、带宽１．６ｎｍ、３ｄＢ调谐范围为１４０ｎｍ的实验结果。     

Performance Analysis of Duty-Cycle Division Multiplexing over Wavelength Division Multiplexing System

Abstract

Performance optimization of a duty-cycle division multiplexing system over 8- and 40-channel wavelength division multiplexing networks is reported in this article. The modified duty-cycle division multiplexing system with optical domain multiplexing using a dual-drive Mach–Zehnder modulator is simulated with two and three users per wavelength. Using conventional dispersion compensation, the 40 × 40-Gbps system with two and three users per channel can support 240 and 160 km of transmission distance, respectively. The dispersion management technique based on a chirped fiber Bragg grating is proposed for a 40 × 3 × 13.33-Gbps duty-cycle division multiplexing/wavelength division multiplexing system that allows double the transmission distance compared to conventional technique.     

光子晶体波导耦合的波分复用研究

两平行光子晶体单模波导的相互耦合组成一个耦合结构。两本征模的色散曲线相交并出现简并,简并模之间的耦合作用使模式的分布发生了改变。由于耦合的作用,各个波长的光波会在不同的波导中传输。在简并点处两本征模发生解耦合,光波会沿着原来的方向传输。将两个不同耦合长度的光子晶体波导耦合结构集成在一起,就可以组成一个三波长的光子晶体波分复用器。     

低偏振相关损耗全息光栅波分复用器的设计

对基于掺杂铌酸锂材料的体光栅波分复用器主要结构和光栅记录参量提出了一种优化设计方法.采用严格耦合波理论,对两种偏振不同入射角和不同记录晶体厚度下的器件关键性能参量,如插入损耗和偏振相关损耗等进行了优化.数值结果证明采用优化设计的晶体厚度和光栅记录时的入射角,在获得相当低的偏振相关损耗的同时,也能够获得较低的插入损耗,实现了综合性能优化的波分复用器设计.实验结果证明用优化设计的参量能有效降低波分复用器件的插入损耗和偏振相关损耗.     

波分复用薄膜带通滤光片的中心波长温度稳定性

讨论了影响波分复用薄膜滤光片中心波长漂移的因素 ,着重分析了滤光片的温度稳定性。根据实验结果 ,借助于高桥模型 ,分析计算了滤光片的折射率温度系数、线膨胀系数和泊松比以及它们对温度漂移的影响。得到了Ta2 O5/SiO2 滤光片薄膜的折射率温度系数、线膨胀系数、泊松比分别为 1× 10 -5℃-1,5× 10 -7℃-1和 0 12 ,指出了这三个参量是影响温度稳定性最重要的因素 ,特别是薄膜的折射率温度系数。对特定的基板热膨胀系数 ,通过调节滤光片的干涉级次和间隔层材料 ,可望得到零温度漂移的稳定滤光片。