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.     

高温环境下油田测井信息光纤传输方案的设计

针对传统测井传输方案的不足,设计了一种高温测井信息光纤传输方案。采用TI公司MSP系列低功耗单片机作为井下测控芯片,高温光模块为信号收发器,耐高温光纤为传输介质。上位机不仅能向下发送命令来控制井下钻机和传感器,也可将该链路回传的测井信息(比如温度、压力、电阻值等)显示出来。实验结果表明,该方案不仅能够长时间在高温工作环境下(110℃)实现测井信息的远距离宽带传输(可达2Mbit/s),而且能够提供灵活的扩展方式,使占用空间更少、重量更轻。     

非即变相位共轭反馈对半导体激光器动态特性的影响

从四波混频产生相位共轭的物理原因出发,定义了相位共轭镜（PCM）的响应时间．建立起非即变相位共轭反馈条件下半导体激光器的外腔模型。以响应时间及频率失调为参变量,对其分岔及噪声等动态行为进行数值分析。结果表明,不考虑噪声影响时,增加相位共轭镜响应时间会使混沌带出现的次数和范围得到较大的抑制,当响应时间增大到1．5ns时,混沌带消失,半导体激光器保持稳定的单周期状态;考虑噪声影响后,随若响应时间的相对强度噪声（RIN）可减小几dB甚至十几dB,产生突变需要的反馈量也增大一个数量级以上,且其频谱的峰值向高频方向移动;另外,由于共轭反馈引起的频率失调低于半导体激光器激射频率3个数量级以上．它只对分岔特性有影响．对相对强度噪声的影响几乎为零。     

Improvement on peak-to-trough ratio of sampled fiber Bragg gratings with multiple phase shifts

Via a cascaded structure, the peak-to-trough ratio is considerably improved for sampled fiber Bragg gratings （SFBGs） based on multiple-phase-shift （MPS） technique. This cascaded filter is composed of two identical SFBGs which are inserted with the increasing or decreasing arrangement of phase shifts. With this inverse arrangement of MPS in grating design, the phase fluctuation of individual SFBG can be compensated, and as a result an excellent phase matching condition is realized. In this way, the peak-to- trough ratio in reflection spectra is improved from 6 to 12 dB when multiplication factor m = 4, and from 5dBto 10dBwhenm=8.     

Improvement on peak-to-trough ratio of sampled fiber Bragg gratings with multiple phase shifts

Via a cascaded structure,the peak-to-trough ratio is considerably improved for sampled fiber Bragg gratings(SFBGs)based on multiple-phase-shift(MPS)technique.This cascaded filter is composed of two identical SFBGs which are inserted with the increasing or decreasing arrangement of phase shifts. With this inverse arrangement of MPS in grating design,the phase fluctuation of individual SFBG can be compensated,and as a result an excellent phase matching condition is realized.In this way.the peak-to- trough ratio in reflection spectra is improved from 6 to 12 dB when multiplication factor m=4.and from 5 dB to 10 dB when m=8.     

双路激光混沌复用系统的混沌同步及安全性能研究

针对一种新型的双路激光混沌复用系统, 建立相应的速率方程模型, 详细分析了两个主激光器的单个参数失配、多个参数同时失配、反馈强度差异以及频率失谐对混沌同步性能的影响, 并对此复用系统的安全性能和频谱性能进行了研究. 研究结果表明: 采用参数失配方案, 通过合理选择两个主激光器的参数, 可以保证两个主激光器之间的同步性能较差而两对主从激光器间实现高品质的混沌同步, 因此满足双路激光混沌复用的条件; 两个主激光器之间的参数失配对它们之间的同步性能影响较大, 然而对配对主从激光器间同步性能的影响并不明显, 进一步说明参数失配方案的有效性和可行性. 另外, 通过自相关函数和频谱分别分析混沌复用信号的时域和频域特征, 发现双路激光混沌复用系统可提供更高的安全性.     

相位共轭反馈下垂直腔面发射激光器动态分岔特性的理论研究

在传统半导体激光器动力学方程的基础上，突出了垂直腔面发射激光器(VCSELs)的微腔结构特点以及相位共轭反馈(PCF)的时间反演特性，建立起相位共轭反馈条件下的复合腔仿真模型。仿真结果表明：在外部反射率小于0．05的弱反馈条件下，垂直腔面发射激光器的微腔结构导致了它的动态特性与边发射器件有较大的区别，给出两者在混沌带的出现次数、存在范围以及分岔点的出现条件等方面的比较。相对于常规光反馈(COF)而言，相位共轭反馈的累积相位为零，这使得该机制下垂直腔面发射激光器表现出更为丰富的非线性特性。仿真中观察到常规光反馈经历了三个混沌带，相位共轭反馈经历了两个混沌带且稳定区域较宽；并发现在混沌吸引子产生的过程中常规光反馈光场的实虚部相空间轨迹保持对称，而相位共轭反馈的相空间轨迹则表现为对称的‘建立→破坏→再建立’这样的循环过程。     

掺镱双包层高功率光纤激光器热效应的理论研究

 针对高功率掺镱双包层光纤激光器（DCFL）的热效应,由热传导方程并借助速率方程模型导出温度分布的解析解,研究了泵浦方式和泵浦吸收系数对DCFL腔内温度的影响。结果表明：温度沿径向的变化与轴向相比可以忽略;采用传统端面泵浦会导致DCFL局部温度过高,实际中应使用两端对称泵浦方式;而减小泵浦吸收系数虽可改善温度特性但会降低系统的输出功率。进一步分析得出,综合采用分段泵浦方式和不均匀泵浦吸收系数可实现温度分布和输出功率的最佳匹配。     

应用粒子群优化算法设计级联MZI型光滤波器

提出了一种应用粒子群优化算法（PSO）设计极联马赫一曾德尔干涉仪（MZI）型滤波器的新方案。方案巧妙地结合离散型和连续型PSO,利用连续PSO优化耦合角组合、离散PSO优化相移因子组合,由此得到耦合角和相移因子的优化组合,实现光滤波器的优化设计。给出了PSO方案的设计流程及具体步骤,并设计了级联数为3、阶数为5和信道间隔为0．8nm的梳状滤波器,其输出响应与理论滤波器一致。新方案逼近精度高,同时耦合角限制在（0,π／2）内优化配置。     

面向光载无线系统的混合频相调制信号产生

为提高光载无线系统传输容量,提出一种混合频相调制信号光学产生技术。利用保偏光纤布拉格光栅对不同输入偏振态响应不同的特性,将加载到信号偏振态的基带信息转换到输出波长上,并通过在接收端的外插拍频实现频率调制。同时通过光学相位调制将信息映射到拍频产生的微波信号上,最终产生混合频相调制信号。搭建基带传输式光载无线系统,验证了该信号产生方法的有效性。产生了码率为1Gbit/s、频率为12.5GHz/9.5GHz的混合频相调制信号,该信号经过5km光纤传输后由接收端解调。信号的时域波形及解调后信号眼图与星座图等结果证明了所产生的混合频相调制信号的可靠性。