不均匀场中静磁波的传播和导波光衍射效应

理论分析了磁光薄膜垂直不均匀静磁场对静磁波以及导波光衍射效率的影响,并以抛物线分布的不均匀磁场为例对Ｂｉ：ＹＩＧ薄膜波导进行了计算,计算表明,在适当分布的不均匀场作用下,与均匀磁场情形相比,波导中传播的静磁波振幅以及导波光的衍射效率都有显著增加。     

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.     

基于金属包覆磁性波导结构的磁光Bragg器件特性分析

使用金属包覆磁性波导中的磁光耦合理论分析了静磁表面波与导波光在金属／电介质／钇铁石榴石／钆镓石榴石结构中的磁光共线作用，讨论了金属覆层和斜向场对磁光模式转换效率的影响。计算表明，金属包覆波导可以提高磁光作用，通过调节金属覆层与磁性薄膜间距得到了比空气／4a铁石榴石／钆镓石榴石的传统三明治波导情形高8．7dB的模式转换效率；而同时优化偏置磁场方向和金属包覆波导参数，模式转换效率可以进一步提高5．25dB。因此，金属包覆波导可以用于提高磁光Bragg器件性能，在微波和光信息处理等方面具有广阔的应用前蒂。     

时隙交织信道的四波混频均衡再生

给出了适用于多波长再生的数据抽运简并四波混频(FWM)耦合模方程组,提出了时隙交织波长信道再生的准相位匹配均衡方法。从优化设计简并FWM相位失配因子入手,针对实验室已有的光纤,实现了4个固定波长信道的均衡再生;通过设计光纤参数,在一定带宽范围内可实现任意4个波长的均衡再生。计算结果表明,再生输出信号的脉冲峰值功率、消光比(ER)和Q值之间的差异分别不超过0.25dB、0.42dB和1.5。     

基于四波混频的光纤非线性系数测量方法

为解决四波混频法测量光纤非线性系数未考虑泵浦消耗而导致结果不准确的问题,提出了一种在简并四波混频情况下测量非线性系数的方法.根据光纤中简并的四波混频理论,推导出了考虑泵浦消耗和光纤损耗的椭圆方程.通过设定数值计算所需的各个参量并利用简单的数学方法分析了计入泵浦消耗、光纤损耗的必要性,得到被测光纤的非线性系数,与Optisystem的仿真结果一致.研究表明,这种改进的测量方法不但适用于小信号情形下的四波混频过程,还可以应用于出现参量饱和现象的场合,为进一步设计光纤2R再生器件提供了重要依据.     

简并四波混频实现全光信号幅度整形的系统设计

对光纤中简并四波混频(DFWM)耦合波方程进行数值求解,通过分析发现:泵浦光功率的增大会导致泵浦光与反斯托克斯光之间能量交换周期减小。阐述了优化光纤中DFWM实现全光信号幅度整形的机理。在此基础上设计了一个优化的全光信号幅度整形系统,并进行了系统仿真,结果表明:通过再生系统后,信号的消光比从9.46 dB提升到30.40 dB,品质因子从15.95提升到了180.40。     

基于四波混频的光纤非线性系数测量方法

为解决四波混频法测量光纤非线性系数未考虑泵浦消耗而导致结果不准确的问题,提出了一种在简并四波混频情况下测量非线性系数的方法.根据光纤中简并的四波混频理论,推导出了考虑泵浦消耗和光纤损耗的椭圆方程.通过设定数值计算所需的各个参量并利用简单的数学方法分析了计入泵浦消耗、光纤损耗的必要性,得到被测光纤的非线性系数,与Optisystem的仿真结果一致.研究表明,这种改进的测量方法不但适用于小信号情形下的四波混频过程,还可以应用于出现参量饱和现象的场合,为进一步设计光纤2R再生器件提供了重要依据.     

不均匀磁化薄膜中静磁波对导波光的Bragg衍射

研究了横向不均匀偏置磁场作用下掺Bi的YIG薄膜中微波静磁波的激发和传播特性;采用变分方法计算了静磁正向体波的色散关系和交变磁化强度,分析了不均匀场对静磁波－导波光耦合的影响理论计算得到的衍射效率曲线与实验结果基本一致,表明适当不均匀场可以大大提高磁光Bragg器件的衍射性能.     

少模光纤中折射率微扰对模式消光比的影响

根据时域微扰波动方程,推导了少模光纤中存在折射率微扰时的模式耦合方程,分析了少模光纤连接时模式的耦合特性及其对信号模式消光比的影响。以两模光纤为例,研究了最大模式耦合效率与微扰/非微扰光纤间连接损耗系数之间的关系,当模间耦合很小时前者约为后者的4倍。给出了存在折射率微扰时少模光纤的模式消光比公式,计算表明,当两个模式之间的有效相位失配因子与模式耦合系数之比大于10,或者模式耦合系数与模式耦合长度之积小于0.2时,信号模式消光比可达20 dB以上。     

简并四波混频实现全光信号幅度整形的系统设计

对光纤中简并四波混频(DFWM)耦合波方程进行数值求解,通过分析发现:泵浦光功率的增大会导致泵浦光与反斯托克斯光之间能量交换周期减小。阐述了优化光纤中DFWM实现全光信号幅度整形的机理。在此基础上设计了一个优化的全光信号幅度整形系统,并进行了系统仿真,结果表明:通过再生系统后,信号的消光比从9.46 dB提升到30.40 dB,品质因子从15.95提升到了180.40。