光纤通信在天波超视距雷达中的应用

天波超视距雷达是低空防御系统中一种有效的预警手段。通过采用光纤传输技术，利用其信息传输容量大，速度快，频带宽，抗干扰能力强，线路损耗低。易于施工等特点，实现全相参雷达的信息传输和系统控制，具有优良的保密性，稳定性、抗干扰性和抗摧毁能力。     

垂直腔激光器中弛豫振荡频率的优化控制

从垂直腔面发射的半导体激光器（VCSELs）的结构出发，利用增益与载流子密度的广义对数关系，借助小信号分析法，推出了直接调制情形下驰豫振荡频率的严格解析关系。分析指出，量子阱器件的光子寿命并非越短越好，欲提高VCSELs的驰豫振荡频率，除了增加注入电流，提高微分增益等基本途径外，控制器件的结构参数可使驰豫振荡频率达到极大值。同时，自发辐射因子的可控性，以及降低稳态载流子密度，也都是提高VCSELs驰豫振荡频率和拓宽调制带宽的有效措施。     

平行光栅对在刻线不平行时的色散研究

 利用三维空间光线追迹法，分析了啁啾脉冲放大系统中的压缩光栅对，在刻线不平行而光栅面平行时光的衍射特性。导出了此时光通过光栅对的群延时，数值计算了系统2阶和3阶色散量，以及这些色散量在光栅对严格平行时的相对误差。得出了中心波长光的接收位置相对于光栅对严格平行时的偏移量，并且分析了它与入射角的变化关系。     

Effects of pattern dependence on high-power polarization-division-multiplexing applications

High-power polarization-division-multiplexing (PDM) systems or functional modules, such as self-phase-modulation (SPM)-based all-optical regenerators, cross-phase-modulation (XPM)-based wavelength convertors or format convertors, all-optical logical gate, and so on, may suffer from the effects of pattern dependence. Such effects are experimentally investigated using relative time delay variation between bit sequences with orthogonal polarization states in a 2 × 10.65 Gb/s high-power on-off keying (OOK) PDM system. Eye-diagram-based signal-to-noise ratio (SNR) and bandwidth of broadened spectrum are measured and compared. An eye-diagram-based SNR fluctuation of up to 4 dB may occur as the delay changes.     

延时反馈双环掺铒光纤激光器互注入系统中的混沌同步研究

分析了延时反馈双环掺铒光纤(EDF)激光器互注入 系统的动态特性,并引入一种量化时间序列复杂度的评 价方法——排列熵(PE,permutation entropy),对激光器输出状 态和混沌同步质量与复杂度的关系进行讨论。研究表明,通过调节反馈 延迟时间和反馈强度可控制系统的输出状态,使系统输出为周期态和混沌态,而且利用PE熵计算激光器 输出信号的复杂度相对于分岔图同样能直观准确的反映出系统动态行为;在激光器独立工作 情况下,输出 信号的混沌区域内夹杂有较多的周期态,而在互注入情况下,混沌区域增宽且较为平坦,同 时输出信号复 杂度的PE值较高,互注入系统有利于参数选择的范围和提高混沌通信系统的安全性;提 高注入强度可 得到高质量的混沌同步,两个激光器在同步和不同步时输出信号的复杂度是 不同的,可见 研究激光器输出信号的复杂度可成为分析混沌同步质量的一种参考。     

周期注入LD开环同步的理论研究

以单周期注入为例,数值模拟并讨论了注入频率和注入光场波动强度对LD同步特性的影响.从功率和相位角度讨论了LD注入锁定的实现,并使用相似指数作为参考标准来评价同步性能.结果表明:注入光场的频率和振幅波动对系统的动态特性和同步性能有显著影响.当注入强度足够大时,系统实现注入锁定;增大调制指数,将抑制同步区域.因此,可以通过增加注入强度或减少注入振幅波动来实现精确同步.研究特定注入强度下主LD调制指数和调制频率相空间的同步品质发现,相似指数的最小值出现在调制频率1～10 GHz间,且随调制指数的增加向低频方向移动.     

EAM-DFB集成光源典型参数特性的电路级分析

针对电吸收型调制器和分布反馈激光器集成光源(EAM-DFB)的光电混合特征,建立了包含自发辐射、俄歇复合、寄生效应以及隔离电阻的等效电路模型。分析了在不同驱动电流和自发辐射因子下,该模块的输出、调制及噪声特性,并与直接调制DFB作了对比。结果表明,EAM-DFB可生成超短脉冲(小于25 ps);随着驱动电流的增加,输出功率增大、脉冲展宽,噪声增强且峰值点向高频移动;减小自发辐射因子和增加驱动电流均使其调制带宽增加;与DFB相比,EAM-DFB增加了少量噪声,但具有更陡峭的功率-电流特性和更大的调制带宽。     

理论研究电流注入对垂直腔面发射激光器多横模行为的影响

从包含时空变量的速率方程出发,针对弱折射率导引垂直腔面发射激光器(VCSELs),利用空间积分法分析了典型电注入参数对VCSELs多横模行为的影响,在不降低模型准确性的前提下提高了仿真效率。仿真结果表明,注入盘孔径和注入环越小、注入强度越低以及电流扩散越弱时,VCSELs更易实现单横模工作;反之,VCSELs高阶横模开始出现并呈现较强的模式竞争,引发了载流子空间烧孔效应,并导致基模强度降低。进一步得出,在环形注入方式下,高阶模式更容易出现且彼此间的竞争较盘形注入时强。     

有限脉宽脉冲泵浦下FRA中的走离和脉冲展宽

采用分步傅里叶算法数值求解非线性薛定谔方程组,模拟出有限脉宽脉冲泵浦下喇曼光纤放大器(FRA)中信号光的传输情况,研究了色散引起的走离效应和脉冲展宽对FRA的影响.结果表明:在有限脉宽脉冲泵浦的情况下,走离效应和脉冲展宽同时影响着FRA的最大作用距离和信号光幅度,当走离量较大时,走离效应对FRA的影响比脉冲展宽更明显,并且泵浦脉宽越小越易受到它的限制.     

半导体环形腔激光器输出特性理论与实验

首先导出了光纤环形腔半导体激光器中光子数密度的解析表达式后,分别从理论和实验上研究了阈值电流、输出功率和光纤耦合比之间的依赖关系。结果表明,阈值电流与光纤耦合比的对数满足线性关系;同时,在特定的偏置电流下,存在一个最佳的光纤耦合比使输出功率为最大。这将对于环形腔半导体激光器的理论研究和优化器件结构有所裨益。